Missions

Spectroscopie moléculaire à ultra-haute résolution et métrologie des fréquences à l'aide de technologies moyen infrarouges de pointe.

Le projet se concentre sur le développement de spectromètres moléculaires à ultra-haute résolution, utilisant des technologies de pointe dans l'infrarouge moyen (mid-IR). Il fait partie du projet BIRD (Broadband mId-infRared semiconductor moDulators) financé par l'ANR. Le candidat retenu sera affecté au Laboratoire de Physique des Lasers (LPL), sous la supervision de B. Darquié.

Mots clés : photonique moyen infrarouge, spectroscopie vibrationnelle à ultra-haute résolution, métrologie des fréquences, lasers à cascade quantique, lasers à peigne de fréquences, spectroscopie sous-Doppler, mesures de précision, physique moléculaire, physique quantique, molécules froides, refroidissement par gaz tampon, optique et lasers, techniques du vide, électronique, micro-ondes, cryogénie, programmation et simulation.

Activités

Le LPL développe des spectromètres à haute résolution pour la spectroscopie vibrationnelle de précision de molécules en phase gazeuse, froides ou à température ambiante, afin d'améliorer les tests de physique fondamentale et les mesures de précision en général. Le candidat retenu travaillera à l'exploitation, dans ce contexte, de technologies mid-IR de pointe. Ces technologies comprennent (i) des sources laser : lasers à cascade quantique (QCLs) sub-Hz dans le mid-IR, QCLs dans de nouvelles régions du mid-IR (λ au-delà de 15 µm) ... (ii) de nouveaux modulateurs d'amplitude ou de phase à la fois rapides et large bande (iii) d'autres dispositifs photoniques mid-IR, tels que de nouveaux détecteurs ultrarapides (comme des QWIPs, photodétecteurs infrarouges à puits quantiques) ... Le candidat retenu exploitera en particulier des modulateurs mid-IR d’amplitude et de phase, à la fois intégrés, à haut-rendement, et large bande (jusqu’à ~40 GHz) basés sur des technologies développées par l’IEMN et le C2N, tous deux partenaires du projet BIRD. Il/elle démontrera le potentiel des modulateurs pour des applications originale en spectroscopie de précision. Cela nécessitera l'utilisation de QCLs de qualité métrologique et la mise en place de démonstrateurs de métrologie de fréquence et de spectroscopie à ultra-haute résolution.

Ce projet fera progresser de manière significative le domaine de la métrologie des fréquences, de la photonique mid-IR et de la recherche sur les molécules froides. Il ouvre des possibilités d'utilisation des molécules polyatomiques et des technologies mid-IR pour effectuer des tests de physique fondamentale et sonder les limites du modèle standard, et pour explorer des applications en astrophysique et en sciences atmosphériques. Le candidat contribuera à un domaine de pointe, en acquérant une expertise dans des technologies et méthodologies dernier cri.

Compétences

Le candidat doit être titulaire d'un doctorat dans un domaine pertinent de physique expérimentale ou de chimie-physique : physique moléculaire, physique atomique, spectroscopie, photonique, optique et lasers, optique quantique. Il/elle devra faire preuve d'initiative et de créativité, ainsi que des compétences et connaissances appropriées, nécessaires pour atteindre les objectifs du projet.

Contexte de travail

Le projet BIRD financé par l'ANR est une collaboration entre l’Institut d'Electronique, de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN), le Centre de Nanosciences et de Nanotechnologies (C2N) et le Laboratoire de Physique des Lasers (LPL). L'objectif à long terme est le développement de modulateurs d’amplitude et de phase, à la fois intégrés, à haut-rendement, et large-bande (jusqu’à ~40GHz) et leur exploitation en spectroscopie de haute résolution. L'activité se déroulera au LPL, Université Sorbonne Paris Nord, Villetaneuse, au sein de l'équipe 'Métrologie, Molécules et Essais Fondamentaux' (MMFT), mais le candidat retenu interagira avec tous les partenaires du projet BIRD et aura donc un rôle décisif pour maximiser la synergie entre eux.

Contraintes et risques

Sans objet.