Missions

Etude et estimation de la perturbation due à la lumière parasite cohérente associée aux instruments interférométriques de la mission spatiale LISA.

Activités

Le(la) candidat(e) sera responsable des activités de :
• Simulation et modélisation optiques de lumière parasite
• Mesures expérimentales et analyse des données expérimentales de lumière parasite dans les interféromètres LISA
Il/elle viendra aussi en soutien à d’autres projets du laboratoire, notamment à la caractérisation expérimentale des contributions de lumière parasite et des caractéristiques électro-optiques des photorécepteurs.

Compétences

Le/la candidat/e devra faire preuve de sa compétence en simulation/modélisation optique, en développement d’expérimentation pour la mesure des perturbations due à la lumière parasite dans un système interférométrique et des connaissances générales sur les détecteurs interférométriques d’ondes gravitationnelles.
Les compétences indispensables sont :
• Maîtrise avancée des outils de simulation optique : FRED, IfoCAD, ZEMAX
• Connaissances approfondies dans le domaine de l’optique géométrique et des calculs des faisceaux optiques
• Connaissances approfondies dans les domaines de l’interférométrie optique
• Connaissances des aspects lumière diffusée / rugosité et contamination des surfaces dans les détecteurs d’ondes gravitationnelles (LISA, VIRGO, LIGO)
• Expertise dans la conception, le développement, l’étalonnage et le pilotage des bancs instrumentaux destinés à la mesure des contributions de lumière parasite dans un système interférométrique
• Connaissance sur les contraintes spécifiques aux simulations optiques pour les projets spatiaux et les aspects contamination associées (contamination particulaire, contamination moléculaire)
• Connaissances sur les procédures qualité dans le domaine spatial.
• Langue anglaise : B2-C1 (cadre européen commun de référence pour les langues)
• Savoir présenter et communiquer ses résultats scientifiques dans les réunions de projet, les séminaires et workshops, destinés à des publics professionnels ou d'étudiants.

Résultats attendus et contrôles

Description précise de l’évènement ou du résultat objectif déterminant la fin du contrat
o Fin des tests et de l’analyse des données expérimentales de lumière parasite des modèles d’ingénierie et de qualification du système interférométrique IDS de LISA
o A ce jour (novembre 2024), le calendrier de fin d’intégration et de tests de lumière parasite du système IDS est le suivant :
- Modèles d’ingénierie : 23/08/2028
- Modèle de qualification : 02/09/2030

Définition des modalités d’évaluation et de contrôle de ce résultat objectif
o Soumission d’un rapport de test et d’analyse des mesures de lumière parasite effectuées lors de couplage de l’instrument SL-OGSE avec les modèles d’ingénierie et de qualification du système IDS de LISA

Le cas échéant, tout outre élément nécessaire à la justification de l’arrêt effectif de l’activité de recherche associé au projet

Contexte de travail

Le laboratoire ARTEMIS est une Unité mixte de Recherche du CNRS, de l’Observatoire de la Côte d'Azur (OCA) et de l’Université Côte d’Azur (UCA). Sa thématique scientifique principale est la physique et la détection des ondes gravitationnelles (OG). Dans ce contexte, les chercheurs et les ingénieurs du laboratoire sont très impliqués dans la science et la construction des détecteurs destinées à la détection des OG.
Plusieurs projets expérimentaux sont au cœur des activités instrumentales du laboratoire : les détecteurs terrestres Virgo et Einstein Télescope, ainsi que le futur observateur spatial LISA.
Le laboratoire ARTEMIS et ses chercheurs ont été précurseurs dans la mise au point du détecteur franco-italien Virgo, en particulier ils ont eu des contributions majeures dans le développement du système laser. Le détecteur Virgo, avec le double détecteur américain LIGO, a déjà mis en évidence plusieurs observations d’ondes gravitationnelles.
Mission de l’Agence Spatiale Européenne, LISA (Laser Interferometer Space Antenna) permettra une extension considérable de l’observation de l’Univers à travers les OG. Elle utilisera l'interférométrie laser, déjà exploitée par les détecteurs terrestres LIGO et Virgo, mais dans l’espace, et dans une bande de fréquence hors de portée des détecteurs terrestres :
https://www.elisascience.org/articles/lisa-mission/lisa-mission-gravitational-universe
La contribution française à la mission LISA est prise en charge par la communauté LISA-France, avec la participation et la coordination du CNES, et la participation des nombreux laboratoires dont ARTEMIS fait partie. Outre la participation scientifique et la préparation à l’analyse des données, une participation importante de la contribution françaises concerne la validation de la performance du cœur interférométrique de l’instrument LISA, nommé Interferometric Detection System (IDS). Pour ceci, des moyens de tests optiques complexes, pour les tests de performance au sol, sont en cours de conception et de réalisation en France, dont :
• Beam Simulator Optical Ground Support Equipment (BSim OGSE), dédié aux tests de performance du système de détection interférométrique IDS
• Stray-Light Optical Ground Support Equipment (SL-OGSE) dédié à la mesure des contributions de lumière parasite de l’IDS
Dans ce cadre, le laboratoire ARTEMIS est responsable des activités suivantes :
• Simulation optique des contributions de lumière parasite du BSim OGSE
• Conception, suivi de fabrication industrielle et test de performance des photorécepteurs pour BSiM OGSE
• Conception, spécification et validation de la fabrication industrielle du SL-OGSE
• Mesures de lumière parasite effectuées via le couplage du SL-OGSE avec le système IDS et l’analyse des données expérimentales associées

Contraintes et risques

Qualifications requises pour l’exercice des fonctions
Diplôme de doctorat en physique ou physique appliquée
Domaine d’expertise : optique, photonique, métrologie, lasers, physique générale

• Perspectives attachées au poste (le cas échéant)
• Développement des activités inhérentes au travail du chercheur
o Encadrement de jeunes étudiants en stages master et doctorat
o Présentations des résultats scientifiques en séminaires et conférences
o Publication des résultats scientifiques dans des revues de spécialité
o Soutenance du mémoire d’habilitation à diriger des recherches (HDR)