Description du sujet de thèse

Récompensé par le prix Nobel de Physique en 2005, les travaux sur les peignes de fréquences optiques ont bouleversé le champ applicatif de l'optique avec l'essor de la spectroscopie à haute résolution pour les domaines de la santé, de l'environnement, de la sécurité ou des technologies de l'information. Cependant les peignes de fréquence restent encore aujourd'hui limités à des applications de niches du fait de leur mise en œuvre difficile. Très récemment, les premières démonstrations de peignes de fréquences sur puce (microcombs) ont ouvert la voie à l'utilisation de volume de ces peignes de fréquence.
Verrous / objectifs visés par le stage
Dans le projet OFCOC (Optical Frequency Combs On a Chip) du PEPR électronique, nous proposons de réaliser la première source microcomb intégrée, large bande (du visible au moyen infra-rouge), robuste, fiable et miniaturisée
Cette piste reposera sur les propriétés non linéaires remarquables, le GaP (en partenariat avec FOTON et le C2N) et du Silicium germanium (en partenariat avec le CEA-LETI) à ces hautes longueurs d'onde et l'exploitation de processus paramétriques pour générer de la lumière sur une très large bande spectrale (couverture de la gamme 3-13 um). Il s'agira ici de développer i) des sources accordables sur une large bande spectrale (basées sur de la conversion en longueur d'onde) ii) des « supercontinuums » et iii) des sources multispectrales ou « COMBs ». Le doctorant pourra intervenir à toutes les étapes du projet depuis la conception des dispositifs (outils de modélisation électromagnétique FEMSIM, FDTD, Schrodinger non linéaire), la fabrication des dispositifs par procédés salles blanches via la plateforme de nanotechnologie NANOLYON de l INL (nanolithographie, gravures, micro-transfer printing…) et leur caractérisations optiques linéaires et nonlinéaires.
Les travaux seront présentés lors de conférences internationales prestigieuses et publiées dans des revues à fort facteur d'impact.

Encadrement scientifique et collaborations
Le doctorant travaillera sous la supervision de Christian Grillet et Prof. Christelle Monat au sein de l'équipe iLUM à l'Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL- UMR 5270) dans le cadre du projet OFCOC (Optical Frequency Comb On a Chip) du PEPR e-.
Il/elle contribuera au développement de fonctions nonlinéaires intégrées telles que des peignes et des sources supercontinuum moyen infra-rouge sur plateforme Ge/SiGe et SiN (en collaboration avec le CEA-LETI), GaP (en collaboration avec FOTON et le C2N).
Il/elle sera impliqué(e) à toutes les étapes du projet, depuis la conception des dispositifs à l'aide d'outils de modélisation électromagnétique commerciaux (MODE ou FDTD de LUMERICAL, RSOFT…) ou développés en interne (équations non linéaires de Schroedinger, LLE…) jusqu'à la fabrication des dispositifs par des procédés en salle blanche via la plateforme nanotechnologique NANOLYON (nanolithographie, gravure, microtransfer printing…) et leurs caractérisations optiques (au sein d'un banc optique complet- couplage par la tranche, micro réflectivité, optique de Fourier, caractérisation non linéaire, laser pulsé, processus paramétriques- que l'étudiant aura contribué à concevoir et déployer) et le traitement des données.

Contexte de travail

Le candidat devra posséder une solide formation en physique et optique (optique non linéaire serait un plus) avec un gout prononcé pour les aspects fabrication, expérimentaux et caractérisation.
Le candidat devra disposer de très bonnes compétences écrites et orales (français si possible et anglais).
Nous recherchons un jeune chercheur qui saura s'impliquer dans son projet, curieux, ayant une certaine autonomie et une forte motivation pour développer des compétences qui vont au-delà des aspects purement optique nonlinéaires (application des peignes pour des aspects spectroscopie, métrologie, telecom ect…).
Les candidatures devront inclure un CV détaillé ; au moins deux références (personnes sus¬ceptibles d'être contactées) ; une lettre de motivation d'une page ; un résumé d'une page du mémoire de master ; les notes de Master 1 ou 2 ou d'école d'ingénieur).

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

La thèse sera rattachée à l'école doctorale EEA.
Des déplacements de courte durée en France (chez nos collaborateurs du PEPR e- et à l'étranger (Australie) sont à prévoir.