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Offre de thèse (H/F) portant sur le contrôle tout optique dans les réseaux de guide micro-photoniques

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

Date Limite Candidature : jeudi 4 février 2021

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Informations générales

Référence : UMR6303-PIECOL-002
Lieu de travail : DIJON
Date de publication : jeudi 24 décembre 2020
Nom du responsable scientifique : Pierre COLMAN
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 septembre 2021
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Au sein du département Photonique, l'équipe Soliton, Laser, et Communication Optique du laboratoire ICB cherche un doctorant (h/f) pour développer des techniques de contrôle tout-optique dans des réseaux de guides micro-photoniques.
Les équations gouvernant la propagation de la lumière dans des réseaux de guides couplés présentent d'énormes similarités avec l'équation de Schrödinger régissant l'évolution temporelle d'un système quantique[2]. Des effets optiques analogues à la marche quantique aléatoire, aux oscillations de Bloch, ou encore la localisation dynamique, ont ainsi peut être démontrés[3]. Les contraintes technologiques ne permettaient à l'époque que d'étudier des réseaux comprenant un très grand nombre de guides : cela permettait d'imiter les effets de bandes (électroniques), mais pas les phénomènes de transition entre niveaux d'énergie discrets. Les progrès réalisés en nano-fabrication permettent maintenant d'envisager la transposition à l'optique des techniques utilisées en électrodynamique quantique pour contrôler l'état d'excitons entre niveaux d'énergie discrets.
Les résultats attendus sont dans un premier temps la mise en place de techniques innovantes appliquées au contrôle tout-optique sur puce : démultiplexeurs complexes, filtres spectraux, etc. Dans un deuxième temps, des aspects plus fondamentaux seront abordés où s'intéressera à la manière dont les nonlinéarités optiques permettent d'obtenir de nouveaux régimes de propagation dits 'exotiques' (c'est-à-dire n'ayant pas d'équivalent en optique fibrée). Pour finir, les réseaux de guides ont une structure géométrique proche de certain systèmes modèles utilisés en optique topologique (le Su-Schrieffer-Heeger modèle par exemple[4]) : il s'agira donc de voir comment un lien peut être établit – ou pas- entre ces deux domaines de la physique.
Cette thèse aura lieu dans le cadre du projet NAC-NIP financé par l'Agence Nationale pour la Recherche (ANR). Le projet, qui se situe à la frontière entre science fondamentale et appliquée, comporte aussi bien des aspects très théoriques qu'expérimentaux (e.g. nano-fabrication, mesure, et caractérisation d'échantillons micro-optiques).

[1] https://icb.u-bourgogne.fr/solitons-lasers-et-communications-optiques/
[2] S. Longhi, “Quantum-optical analogies using photonic structures”, Laser & Photon. Rev. 3 (3), pp. 243–261 (2009) DOI: 10.1002/lpor.200810055
[3] I. L. Garanovich et al, “Light propagation and localization in modulated photonic lattices and waveguides”, Physics Reports 518 (1–2), pp. 1-79 (2012) DOI:10.1016/j.physrep.2012.03.005
[4] N. Batra and G. Shee, “Understanding Basic Concepts of Topological Insulators Through Su Schrieffer-Heeger (SSH) Model”, ArXiv 1906.08435v1 (2019) https://arxiv.org/pdf/1906.08435.pdf

Contexte de travail

Au sein du département Photonique, l'équipe Soliton, Laser, et Communication Optique (SLCO) du laboratoire ICB (https://icb.u-bourgogne.fr/solitons-lasers-et-communications-optiques/) est spécialisée dans l'étude des phénomènes de propagation non-linéaires dans les fibres optiques. Elle a notamment une expertise reconnue mondialement en ce qui concerne les phénomène auto-oscillant ('breather'), les ondes scélérates et les phénomènes de condensation optique. En lien avec la plateforme de nano-fabrication ARCEN hébergée elle aussi au sein de l'ICB, une partie des activités de l'équipe SLCO s'oriente maintenant vers les systèmes d'optiques intégrés.

Note : Démarrage de la thèse possible entre le 1er Juin et le 1er Octobre 2021. Candidatures acceptées jusqu'à ce que le poste soit attribué.

Informations complémentaires

Thèse effectuée dans le cadre du projet NAC-NIP financé par l'ANR

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