Description du sujet de thèse

Lauréats du prix Nobel de physique en 2005, les travaux sur les peignes optiques de fréquence ont révolutionné le domaine d'application de l'optique avec le développement de la spectroscopie à haute résolution pour les domaines de la santé, de l'environnement, de la sécurité ou de l'informatique. Cependant, les peignes de fréquence sont encore aujourd’hui limités à des applications de niche en raison de leur mise en œuvre difficile. Très récemment, les premières démonstrations de peignes de fréquence sur puce (microcombs) ont ouvert la voie à l'utilisation future des peignes de fréquence dans notre quotidien : détection de virus sur puce, capteurs autonomes scannant la qualité de l'air, sans oublier les industries, l'espace et la défense.
Dans le projet OFCOC (Optical Frequency Combs On a Chip) du PEPR électronique, nous proposons de créer la première source microcomb intégrée, haut débit, robuste, fiable et miniaturisée sur une plateforme entièrement semi-conductrice. Pour ce faire, nous travaillons sur la co-intégration de différentes plateformes photoniques telle que des plateformes d’émission laser dans le moyen infrarouge ou des plateformes photoniques non-linéaires permettant de générer des peignes de fréquences par effet Kerr.
Dans ce cadre, en collaboration avec le C2N et l'INL, FOTON a développé des guides d'ondes et résonateurs photoniques à base de GaP présentant des atouts clés pour la génération de peignes de fréquence Kerr et leur translation spectrale par effets non-linéaires du 2ème ordre. Néanmoins, la réalisation de circuits photoniques complexes dotés de ces fonctionnalités avancées repose sur la possibilité de réduire les pertes de propagation au sein de la platefrome photonique GaP au-dessous du dB/cm. Nous avons identifié plusieurs voies d’exploration technologiques vers cet objectif : obtention de rugosité à l’échelle sub-nanométrique, Limitation de l’absorption matériau, passivation. Dans le cadre de la thèse, la personne recrutée aura l'opportunité d’explorer différentes facettes de l'ingénierie photonique, de la conception et la fabrication de circuits photoniques à leur caractérisation optique.
La personne recrutée devra justifier d'un diplôme de master, ou d'ingénieur, justifiant si possible de bases en physique des semiconducteurs, en physique du solide et en photonique. Elle devra avoir un intérêt prononcé pour le travail expérimental (travail en salle blanche, expériences d'optique linéaire et non-linéaire) le design de composants et la modélisation de phénomènes photoniques.
Du fait de l'environnement de travail multiculturel, la maitrise de l'anglais est demandée (à l'écrit comme à l'oral, niveau B2) et de bonnes notions de français sont souhaitables.

Contexte de travail

Cette thèse s'inscrira dans le projet OFCOC (Optical frequency combs on a chip) du PEPR électronique. Le projet OFCOC rassemble cinq partenaires à l'échelle nationale et a pour but de réaliser la première source microcomb intégrée dans le moyen infrarouge (MIR). Il repose donc sur les domaines d'expertise suivant :
- les ICLs (interband cascade lasers) à base d'antimoine fabriqués à l'IES de Montpellier,
- la plateforme non-linéaire GaP développée à l'institut FOTON (Rennes, GaP sur substrat natif et GaP/Si) et au C2N (Paris, GaP/GaAs),
- la génération de supercontinuum et de peignes dans le MIR à partir de la plateforme SiGe à l'INL (Lyon),
- la génération de peignes de fréquences aux longueurs d'onde télécom sur la plateforme SiNOI au CEA Leti (Grenoble).
Cette thèse sera hébergée au sein de l'équipe OHM de l'Institut FOTON, basée à l'INSA de Rennes, sous la direction de Yoan Léger et co-encadrée par Cyril Paranthoën, Enseignant-chercheur INSA.





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 personne sélectionnée sera amenée à travailler dans un environnement de salle blanche (risques chimiques), et en laboratoire de caractérisation photonique (exposition aux rayonnements lasers).

Toute candidature devra comporter les éléments suivants :
- Lettre de motivation
- CV détaillé
- Copie du diplôme de master ou équivalent
- Bulletins de notes Master
- Liste de publications s’il y a lieu
- 2 contacts de recommandation