​La lumière n'est pas seulement vive ou tamisée, colorée ou blanche : ses ondes peuvent se tordre et se tourner, un phénomène connu sous le nom de polarisation. Aujourd'hui, la conception et l'étude de molécules capables d'émettre de la lumière circulairement polarisée (CPL, Circularly Polarized Light) constituent un domaine de recherche crucial. Ces travaux pourraient accompagner le développement de nouvelles technologies, comme par exemple la conception d'écran plus économes en énergie, d'ordinateurs quantiques ou de systèmes holographiques.

Pour mieux comprendre la relation entre la structure et les propriétés de ces matériaux, il faut mesurer l'évolution de la polarisation de la lumière au fil du temps. Jusqu'à présent, les méthodes d'analyse (ou spectromètres) disponibles imposaient un compromis entre vitesse, sensibilité et couleurs analysables.

Pour répondre à cette problématique, une équipe de l'EPFL a conçu un dispositif de spectroscopie capable de combiner ces trois caractéristiques. L'approche permet de capturer l'ensemble des états de polarisation (vecteur de Stokes) sur une large fenêtre spectrale (400-900 nanomètres) et à des intervalles de temps allant de quelques nanosecondes à plusieurs millisecondes, avec une grande sensibilité.

Pour tester leur appareil, les chercheurs de l'EPFL ont collaboré avec le Service de Chimie Bioorganique et de Marquage de l'institut Joliot-CEA. Ce dernier avait réalisé des travaux pionniers dans la conception et la caractérisation, par des méthodes spectroscopiques chirales classiques, de molécules purement organiques émettrices à la fois de lumière circulairement polarisée et de fluorescence retardée. Ces matériaux ont servi de systèmes moléculaires modèles pour évaluer les performances du nouveau dispositif.

Cette étude ouvre la voie vers l'amélioration des performances des matériaux émetteurs de lumière polarisée et contribuera au développement de systèmes optiques haute performance de nouvelle génération en révélant leur dynamique sous-jacente avec un niveau de détail sans précédent.