Description du sujet de thèse

Un modulateur électro-optique est un dispositif permettant la modulation d'un faisceau de lumière au moyen d'un signal électrique appliqué. La modulation peut être imprimée sur différentes propriétés du faisceau lumineux : amplitude, phase, fréquence ou polarisation du faisceau. Les modulateurs sont essentiels dans plusieurs applications telles que les télécommunications et l'imagerie, ainsi que dans les technologies quantiques : ils sont notamment utilisés pour produire des états lumineux intriqués dans des plateformes photoniques, ou pour adresser et/ou préparer optiquement des qubits.
Alors qu'ils sont commercialement disponibles dans le domaine du visible et du proche infrarouge, les modulateurs électro-optiques n'en sont qu'à leurs balbutiements en ce qui concerne les longueurs d'onde de l'infrarouge moyen. Notre groupe a récemment développé un modulateur d'amplitude basé sur l'effet Stark dans un système de puits quantiques à couplage tunnel. Ce dispositif nous a permis de réaliser une expérience de transmission de données dans l'espace libre, avec un débit record.
L'objectif de ce projet est la réalisation de modulateurs de phase dans l'infrarouge moyen. Ces dispositifs seront implémentés dans une géométrie de guide d'ondes, et ils seront exploités pour réaliser un interféromètre de Mach-Zehnder. Combiné à un détecteur sensible dans l'infrarouge moyen, cet interféromètre serait le premier élément constitutif d'une plateforme de détection hétérodyne entièrement intégrée, ouvrant la voie à l'extension du domaine de l'optique quantique à l'infrarouge moyen.

Contexte de travail

Le travail sera réalisé au sein de l'équipe QUAD du LPENS, en relation avec le projet ANR ImPALA, porté par Baptiste Chomet.

Contraintes et risques

La fabrication du dispositif sera réalisée dans les salles blanches du réseau Paris Centre. L'étudiant.e sera formé à la micro et nanofabrication.