Optique non-linéaire et nanoplasmonique
Joseph Zyss est professeur émérite de physique à l'École Normale Supérieure Paris-Saclay depuis 2015. Il est diplômé de l'École Polytechnique (1969-72) et titulaire d'un doctorat en physique de l'université Pierre et Marie Curie à Paris (1982). Il a fondé le Laboratoire de Photonique Quantique et Moléculaire (LPQM) et l'Institut d'Alembert, structure pluridisciplinaire, à l'ENS Paris Saclay. Il a également lancé un laboratoire commun entre le CNRS et l'Institut Weizmann en Israël.
Joseph Zyss a joué un rôle pionnier dans le domaine de l'optique non-linéaire et de ses applications photoniques multi-échelles, via une combinaison originale de concepts algébriques, chimiques et physiques et de technologies de fabrication. Ses travaux ont permis l’obtention de structures cristallines optimales pour l'optique non linéaire quadratique, la reformulation des susceptibilités optiques non linéaires dans un formalisme tensoriel multipolaire menant à l’emploi de molécules et matériaux nouveaux, ainsi que des méthodes de fabrication entièrement optiques, et enfin le développement de lasers à micro-billard comme banc d'essai pour la physique non linéaire et le chaos.
Il est l'auteur ou le coauteur de plus de 600 articles de recherche, dont certains cités plus de 1000 fois. Tout au long de sa carrière, il a promu et illustré une approche multidisciplinaire qui ignore les barrières artificielles entre les disciplines ainsi qu'entre les aspects fondamentaux et les applications.
Ses activités et projets de recherche actuels sont les suivants
Nanoplasmonique non-linéaire
Collaborations : I. Ledoux (LUMIN); C. Hamon (LPS, Univ. Paris-Saclay); M. Sukharev (Arizona State University); A. Piriatinski (Lawrence Livermore Lab.); R. Kolkowski (Aalto University, Finland).
Structures et propriétés nouvelles en nano-plasmonique non-linéaire, mettant en jeu des excitations plasmoniques non-locales n’obéissant pas aux règles de sélection classiques. Ingénierie de structures nanoplasmoniques originales telles que des structures arborescentes avec coins métalliques.
Biocapteurs plasmoniques pour détection virale et bactérienne spécifique et à bas seuil
Collaborations : L. Petti (CNR Naples-Pozzuoli, Italie) ; R. Kolkowski (Aalto University, Finland).
La nano-plasmonique linéaire et non-linéaire est appliquée à la détection ultra-sensible d’entités bactérielles et virales avec mise en œuvre d’effets photoniques tels que la chiralité structurelle ou optique en lien avec le dichroïsme circulaire non-linéaire en génération de second-harmonique, en vue de la discrimination chirale à bas seuil de macromolécules biologiques.
Orientation multipolaire à l’échelle nanométrique
Collaboration avec Antoni Mitus (Polytechnic Wroclaw)
Étude de la possibilité d’orienter des molécules octupolaires et multipolaires en milieu amorphe par champ orientateur d’amplitude élevée et à caractère spatialement inhomogène.
Microbillards lasers en géométrie non-euclidienne
Poursuite de la collaboration avec Mélanie Lebental (C2N) sur le thème de la micro-photonique laser en surface courbe dans des géométries originales : Moebius, pseudosphères, surfaces hyperboliques.