Description du sujet de thèse

Le(la) thésard(e) aura pour mission de développer une nouvelle thématique d'optique non linéaire terahertz (THz) basé sur des guides d'ondes en phosphure de gallium (GaP), avec un objectif à long terme de les appliquer comme sources quantique pour la région THz. L'objectif sera de convertir spontanément un photon de pompe dans le proche-infrarouge (NIR) en une paire THz et NIR intriquée par un processus nonlinéaire de second ordre, permettant potentiellement à ces nouvelles sources d'être utilisées dans des applications de spectroscopie et d'imagerie très sensibles. Pour étudier cette possibilité, il est essentiel de comprendre les propriétés fondamentales et classiques des matériau nonlinéaire, où l'accord de phase entre les domaines NIR et THz peut être contrôlé dans une géométrie guidée. Nous réaliserons des expériences d’optique classiques de conversion nonlinéaire avec des impulsions NIR ultra-courtes pour générer un rayonnement THz dans les guides d'ondes. En particulier, nous étudierons l'efficacité de l'interaction nonlinéaire de deux fréquences NIR pour générer un rayonnement THz dans un processus de rectification. En analysant la largeur de bande spectrale et l'efficacité de l'impulsion THz générée, les longueurs d'onde de pompage idéales et les épaisseurs de cristal optimales peuvent être déterminées pour une paire NIR/THz ciblée. D'autres travaux permettront également d'évaluer le potentiel des matériaux 2D dans ce régime et la possibilité d'intégrer ces matériaux dans des guides d'ondes en GaP. Dans le cadre d'un récent projet ANR (INTERQUO), le groupe souhaite utiliser de nouveaux concepts et matériaux de guides d'ondes pour réaliser de nouvelles géométries dans les matériaux nonlinéaires pour la région THz.

Contexte de travail

Le travail de recherche s’articulera autour des activités ci-dessous :
- Développement d'expériences nonlinéaires pour caractériser et comprendre les processus et paramètres nonlinéaires THz par excitation optique ultrarapide.
- Comparer les résultats théoriques et expérimentaux.
- Réaliser de nouvelles expériences et développer de nouveaux dispositifs nonlineaire à partir des modèles.
- Rédiger des articles scientifiques et participer à des congrès et conférences.

Ce travail sera financé par le projet ANR INTERQUO. Le travail sera effectué dans l'équipe nanoTHz du LPENS et s'insère dans la continuité des activités de recherche de l'équipe autour des propriétés ultrarapides et nonlinéaire des dispositifs optoélectroniques. Le consortium du projet, dont le LPENS est partenaire, est composé de plusieurs partenaires couvrant l'ensemble des compétences requis du projet.

Le(la) candidat(e) doit posséder une solide connaissance de la matière condensée. Des connaissances et une expérience dans les gammes spectrales THz et/ou moyen infrarouge, et de l'instrumentation optique ultrarapide seraient appréciées.

Les candidats devront détenir (ou être en passe de détenir) un diplôme équivalent au M2 reconnu à l'échelle internationale en physique, science des matériaux, photonique, nanotechnologie ou génie électronique ou électrique, avant d'occuper le poste.