Missions

Les nanostructures optiques et les métasurfaces diélectriques sont des outils efficaces pour moduler les propriétés de la lumière, car elles présentent de faibles pertes optiques et peuvent être le siège de résonances optiques. Elles ont été développées avec succès pour produire des couleurs structurelles, des réponses optiques non linéaires, ainsi que des réponses spectrales spécifiques… Leur conception et leur optimisation numériques sont d'une importance capitale pour atteindre les performances optiques visées.

Activités

Partie 1. Le premier objectif de ce travail est de mettre en œuvre des méthodes de conception inverse pour développer des métasurfaces diélectriques présentant des réponses spectrales précises et spécifiques. Cette méthode inverse sera couplée aux méthodes numériques développées au sein du groupe de recherche, notamment les méthodes FMM (Fourier Modal Method), RCWA (Rigorous Coupled-Wave Analysis) et FEM (Finite Element Method). Un code numérique sera également écrit afin de déterminer la correspondance entre les spectres obtenus en réflexion ou transmission et l’espace des couleurs.

Partie 2. Le second objectif sera de participer avec les partenaires du projet à la fabrication des métasurfaces designées au laboratoire. Les métasurfaces seront obtenues par lithographie par nanoimpression (NIL).

Partie 3. Le troisième objectif sera de caractériser expérimentalement les métasurfaces sur un banc de spectroscopie optique installé à l’Institut Fresnel. L’objectif est de caractériser les performances optiques et de s’assurer qu’elles sont conformes aux performances attendues. L’accent sera bien entendu porté sur la spectroscopie optique résolue spatialement afin d’obtenir les réponses spectrales en transmission et réflexion, et d’en déduire avec précision la couleur générée.

Mots Clés : Métasurfaces, Couleurs structurelles, Nanophotonique, Spectroscopie optique

Références :
[1] J. Proust, F. Bedu, B. Gallas, I. Ozerov, N. Bonod, “All-Dielectric Colored Metasurfaces with Silicon Mie Resonators,” ACS Nano 10, 7761-7767 (2016)
[2] V. Vashistha, G. Vaidya, A. E. Serebryannikov, N. Bonod, M. Krawczyk, “All Dielectric Metasurfaces Based Cross-Shaped Resonators for Color Pixels with Extended Gamut,” ACS Photonics 4, 1076-1082 (2017)
[3] T. Wood, M. Naffouti, J. Berthelot, T. David, J.-B. Claude, L. Métayer, A. Delobbe, L. Favre, A. Ronda, I. Berbezier, N. Bonod, M. Abbarchi, “All-Dielectric colour filters based on SiGe-based Mie resonator arrays,” ACS Photonics 4, 873-883 (2017)
[4] T. Sanghyuk, J. Berthelot, G. Guida, D. Demaille, E. Garcia-Caurel, N. Bonod, B. Gallas, “Circularly polarized images with contrast reversal using pseudo-chiral metasurfaces,” ACS Photonics 5, 4068-4073 (2018)

Compétences

Le candidat ou la candidate devra posséder une solide formation et une expertise en nanophotonique, que ce soit pour le design numérique de métasurfaces ou pour leur caractérisation expérimentale. Une expérience en spectroscopie optique et en microscopie optique est attendue. Une expérience avec Matlab, Python, FORTRAN/C/C++, LaTeX et d'autres logiciels sera également appréciée.

Contexte de travail

Le projet sera mené à l'Institut Fresnel, à Marseille, France (https://www.fresnel.fr/), au sein de l'équipe Clarte. Le groupe Clarte de l'Institut Fresnel possède une expertise reconnue dans le développement de méthodes numériques électromagnétiques ainsi que dans la conception et l'analyse de composants optiques et de nanostructures. Ce projet vise à modéliser, concevoir et analyser des métasurfaces diélectriques présentant des caractéristiques spectrales très spécifiques pour la génération de couleurs structurelles.
L'Institut Fresnel est un laboratoire de recherche affilié à l’université d’Aix-Marseille, au CNRS et à Centrale Méditerranée. Il est situé sur le campus Saint-Jérôme à Marseille. Il regroupe environ 200 personnes.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

RAS