Dynamique femtoseconde de nanostructures métalliques

Au cours de ce travail de these, nous nous somme interesses a l'etude des proprietes lineaires et non-lineaire de la reponse optique de nanostructures des metaux nobles (principalement l'or). Tout d'abord, nous avons utilise le formalisme de la TDLDA (Time Dependant Local Density Approximation) pour etudier la reponse optique des agregats de metaux nobles (or et argent) en fonction de leur taille et de l'environnement. Ensuite, nous nous sommes focalises sur l'etude de la dynamique ultrarapide de la transmission exaltee des cristaux polaritoniques d'or -des reseaux de trous sub-longueur d'onde creuses dans des films d'or-. Ce theme, qui constitue l'essentiel de cette these a ete aborde tant du point de vue experimental que theorique. En analysant les spectres calcules de transmission, de reflexion et d' absorption de nos echantillons nous avons pu confirmer que l'exaltation de la transmission est due a un transfert d'energie par effet tunnel via les plasmon-polaritons de surface excites a chacune des deux interfaces metal/dielectrique. Les spectres de transmission sont analyses dans les deux configurations : symetrique et asymetrique. Concernant la dynamique femtoseconde, nous avons discute l'importance relative de l'elargissement et du decalage spectral des resonances de la transmission exaltee en fonction de leur position spectrale par rapport au seuil des transitions interbande de l'or. Nous avons aussi montre que les proprietes optiques non-lineaires de ces structures sont fortement exaltees du au couplage de la lumiere incidente avec les plasmons de surface. Nos resultats demontrent la possibilite de controler la transmission exaltee des cristaux polaritoniques a des echelles de temps de l'ordre de la picoseconde, ce qui ouvre la voie a la realisation d'une variete de composants optiques non- lineaires tel que des commutateurs optiques ultrarapide a l'echelle nanometrique.