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Portail > Offres > Offre UMR8520-STEBAR-003 - H/F Modulateurs infrarouges large-bande à semi-conducteur

H/F Modulateurs infrarouges large-bande à semi-conducteur

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : mercredi 20 octobre 2021

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Informations générales

Référence : UMR8520-STEBAR-003
Lieu de travail : VILLENEUVE D ASCQ
Date de publication : jeudi 9 septembre 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 24 mois
Date d'embauche prévue : 1 février 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : entre de 2675 et 3085 euros bruts mensuels suivant l'experience
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

Contexte. Les applications reposant sur le rayonnement moyen infrarouge (MIR, lambda ~3-12um) ont progressé très rapidement ces deux dernières décennies, suite à des avancées scientifiques et technologiques majeures. Toutes ces avancées découlent du développement de nouveaux composants. Les caméras MIR ont propulsé le domaine de l'imagerie thermique. L'invention du laser à cascade quantique (QCL) a été une autre étape fondamentale, qui a permis une vaste gamme d'applications.
Un fonctionnalité clé dans de nombreux systèmes photoniques est la possibilité de contrôler électriquement l'amplitude, la phase et l'état de polarisation d'un faisceau optique jusqu'à des échelles de temps ultracourtes. La modulation rapide d'amplitude et de phase est en effet essentielle pour un grand nombre d'applications, notamment la stabilisation laser, la détection cohérente, la spectroscopie, le verrouillage de mode, les communications optiques, les contre-mesures militaires, etc.
Contrairement au domaine visible et proche IR, dans le domaine MIR il n'existe pas de modulateurs large bande avec une bande passante de modulation de plusieurs dizaines de GHz, ce qui entrave le progrès de la photonique MIR.

Consortium. Ce projet est financé par l'ANR et se fera en collaboration avec le Laboratoire C2N (Palaiseau-France) et le Laboratoire LPL (Villetaneuse-France).

Activités

Objectif. L'objectif de ce projet est la démonstration d'un modulateur MIR d'amplitude et de phase large bande (jusqu'à ~ 40 GHz), à base de semi-conducteur. Le modulateur sera optimisé pour un fonctionnement à lambda= 10um, car cette longueur d'onde (i) correspond à une fenêtre atmosphérique importante pour les communications en espace libre, et (ii) est idéale pour les applications de spectroscopie et de détection de gaz. Le dispositif envisagé exploite les propriétés électro-optiques de l'arséniure de gallium (GaAs) dans un double guide d'onde permettant la propagation simultanée du rayonnement MIR et du signal de modulation hyperfréquence.
Au cours du projet, le développement du dispositif se fera schématiquement en trois étapes : (i) une première phase de conception du dispositif basée sur des simulations FDTD; (ii) une deuxième phase de fabrication en salle blanche, et de mesure des propriétés optiques des couches épitaxiales (permittivité, pertes, etc.) par spectroscopie FTIR ; (iii) une dernière étape de caractérisation des guides d'ondes, à l'issue de laquelle le modulateur sera caractérisé optiquement et électriquement à l'aide d'un détecteur MIR ultra-large bande récemment développé dans notre laboratoire [1]. Dans la dernière partie du projet, nous prévoyons la réalisation d'un banc expérimental dédié pour évaluer les performances du modulateur pour les applications télécoms en espace libre. Toutes les phases du projet, y compris la croissance/fabrication et la caractérisation, se dérouleront au sein de l'IEMN.

[1] M. Hakl, et al., “Ultrafast quantum well photodetectors operating at 10um with flat frequency response up to 70GHz at room temperature”, ACS Photonics https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsphotonics.0c01299

Compétences

Profil recherché. Pour ce projet, nous recherchons un post-doctorant motivé avec un doctorat en physique, optique ou électronique, ayant une connaissance solide en physique des semi-conducteurs, optoélectronique et/ou science des matériaux. L'étudiant sera impliqué dans tous les aspects du projet, avec un accent particulier sur la fabrication des dispositifs. Une expérience en micro-nano fabrication III-V, en optique moyen infrarouge et/ou en caractérisation de dispositifs semi-conducteurs est souhaitée.

Contexte de travail

Le projet se déroulera au sein de l'Equipe "Photonique THz" du Laboratoire IEMN. L'Equipe possède une experience de longue date dans la conception et réalisation de dispositifs optoélectroniques (sources, détecteurs etc) dans la gamme de fréquence allant du sub-mm a l'infrarouge.

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