English version

This advanced optics course introduces the fundamental aspects of the interaction between light and condensed matter. The aim is to understand and model how the response of charges to the electromagnetic field at microscopic scales is responsible for optical properties at the macroscopic scale.

Version française

Ce cours d’optique avancée présente les aspects fondamentaux de l’interaction entre lumière et matière condensée. Il s’agit de comprendre et de modéliser comment la réponse des charges avec le champ électromagnétique aux échelles microscopiques est responsable des propriétés optiques à l’échelle macroscopique.
 

English version

The student will have to master the basic concepts of the linear response of a material medium to an electromagnetic excitation. He will learn to model the optically induced transitions between electronic states of matter. The link will be made between electronic structure and characteristic response of matter (atoms and molecules, metals, semiconductors or insulators, crystallized or amorphous materials). The student will learn some useful techniques for different branches of physics such as semi-classical approximations, time-dependent perturbations, matrix density.

At the end of this course the student will be able to understand and interpret the optical properties of condensed matter. He will have the basic tools needed to model the light-matter interaction in the different systems he will encounter during his future research. The acquired skills will be useful not only to the one who will use optics as a characterization tool (interpretation of absorption spectra, emission ...) than in the understanding and modeling of physical systems designed for applications specifically focused on optics (nanostructures, optics in microcavity, nanophotonics).

Version française

L’étudiant devra maitriser les concepts de base de la réponse linéaire d’un milieu matériel à une excitation électromagnétique. Il apprendra à modéliser les transitions induites optiquement entre états électroniques de la matière. Le lien sera fait entre structure électronique et réponse caractéristique de la matière (atomes et molécules, métaux, semiconducteurs ou isolants, matériaux cristalisés ou amorphes). L’étudiant apprendra certaines techniques utiles pour différentes branches de la physique comme les approximations semi-classiques, perturbations dépendant du temps, matrice densité.

A l’issue de ce cours l’étudiant sera capable de comprendre et d’interpréter les propriétés optiques d e la matière condensée. Il possédera les outils de base nécessaire à la modélisation de l’interaction lumière-matière dans les différents systèmes qu’il rencontrera lors de ses travaux de recherche futurs. Les compétences acquises seront utiles non-seulement à celui qui utilisera l’optique comme outil de caractérisation(interprétation de spectres d’absorption, d’émission…) que dans la compréhension et la modélisation de systèmes physiques conçus pour des applications centrées spécifiquement sur l’optique (nanostructures, optique en microcavité, nanophotonique)