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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 : mercredi 6 juillet 2022

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Informations générales

Référence : UMR6303-PIECOL-003
Lieu de travail : DIJON
Date de publication : mercredi 15 juin 2022
Nom du responsable scientifique : Dr. Pierre COLMAN
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

L'équipe SAFIR 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. Des effets optiques analogues à la marche quantique aléatoire, aux oscillations de Bloch, ou encore la localisation dynamique, ont ainsi peut être démontrés. 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 concernent deux aspects. Tout d'abord le projet comporte un aspect expérimental très marqué avec la nano-fabrication d'échantillon micro-photonique en Nitrure de Silicium et leur caractérisation optique. Le but est de démontrer la faisabilité de prédictions théoriques faites concernant sur ces nouveaux systèmes photoniques. Le second aspect consiste à explorer plus en avant les possibilités offertes par cette nouvelle technique de contrôle en micro-photonique. Cela inclus la conception de fonctions toutes-optiques avancées : démultiplexeurs complexes, filtres spectraux, etc. Des aspects plus fondamentaux seront abordés où l'on 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) seront étudiés. 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 exemple4) : 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. Les développements théoriques incluent en particulier l'adaptation des théories actuelles aux spécificités des systèmes de guides couplés, ainsi que la mise en place de modèles numériques pour simuler le comportement de ces derniers. Les aspects expérimentaux couvrent quant à eux la nano-fabrication en salle blanche des échantillons, et la caractérisation de leurs propriétés optiques – incluant le traitement des données.

Contexte de travail

Cette thèse se déroulera au sein du département Photonique de l'ICB, dans l'équipe SAFIR (https://icb.u-bourgogne.fr/en/safir-2/) spécialisées photonique non-linéaire. Cette thèse bénéficiera d'un environnement expérimental d'excellence tant en optique qu'en nanofabrication et en simulation.

Contraintes et risques

Risques :
- Risques Laser
- Risque Chimique (Travail en salle blanche)

Informations complémentaires

Cette thèse aura lieu dans le cadre du projet ANR NAC-NIP (https://anr.fr/Projet-ANR-20-CE24-0007)

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