Doctorant : Photonique intégrée pour l'astrophotonique (H/F)

Description du Poste

Sujet De Thèse

La spectroscopie optique est une méthode universelle d'identification des substances chimiques et biologiques. En effet, lors de leur interaction avec un faisceau lumineux, la plupart des molécules absorbent à des longueurs d'onde spécifiques, permettant ainsi la détection et la quantification de traces infimes de substances. Ces dernières années, de nombreux efforts ont été déployés pour la miniaturisation et/ou l'intégration des spectromètres optiques. Ceci permettrait non seulement de réduire la taille, le coût et le poids des systèmes, mais aussi d'ouvrir de nouvelles perspectives grâce à l'intégration de fonctions optiques complexes.
Au sein de notre groupe, en étroite collaboration avec le Politecnico di Milano, nous avons développé ces dernières années des dispositifs photoniques SiGe riches en germanium. Nous avons démontré que les guides d'ondes SiGe à gradient d'indice peuvent être utilisés sur une large gamme de longueurs d'onde, et nous avons obtenu une vaste gamme de modules passifs, notamment des interféromètres de Mach-Zehnder et des résonateurs intégrés. Ensuite, la démonstration d'une source optique à large bande passante sur puce, basée sur les effets optiques non linéaires des guides d'ondes SiGe, et la réalisation de dispositifs optoélectroniques (modulateur et photodétecteur) complètent la plateforme photonique.
Récemment, un nouveau champ d'application de la photonique infrarouge moyen intégrée est apparu, lié à l'observation astronomique. En effet, plus de 5 000 exoplanètes ont déjà été identifiées, présentant une grande diversité de caractéristiques et de propriétés. La prochaine étape de l'exoplanétologie consiste à déterminer le degré de singularité ou de similarité des astres analogues à la Terre dans notre voisinage galactique, en recherchant des biosignatures telles que O₂, CO₂, CH₄ et H₂O dans leur atmosphère. Cette recherche est indissociable de la quête de la vie dans l'Univers. L'analyse des spectres atmosphériques est une méthode idéale, notamment dans la gamme de longueurs d'onde de 3 à 20 µm. Pour détecter les photons émis par la faible luminosité de la planète et les distinguer de ceux de son étoile hôte, proche et brillante, on utilise couramment des techniques interférométriques, basées sur la combinaison de faisceaux lumineux provenant de différents télescopes (jusqu'à quatre). Si les solutions actuelles exploitent l'optique en espace libre, on observe un intérêt croissant pour le développement de solutions d'optique intégrée pour ces combinateurs de faisceaux.
Dans ce contexte, l'objectif de ce projet de doctorat est de développer des circuits photoniques SiGe infrarouges moyens pour l'astrophotonique, en collaboration avec des astronomes (groupe de Lucas Labadie, Université de Cologne, Allemagne).

Les activités de recherche comprendront :
- Étude théorique, simulations optiques, conception des dispositifs.
- Fabrication en salle blanche.
- Caractérisations expérimentales des dispositifs sur un banc optique
Ce travail sera mené en étroite collaboration avec le Politecnico di Milano et l'Université de Cologne.

Votre Environnement de Travail

Le Centre de Nanoscience et Nanotechnologie (C2N) est une unité mixte de recherche entre le CNRS, l’Université Paris-Saclay et l’Université Paris Cité situé à Palaiseau, près de Paris. Le laboratoire mènent des projets de recherche de réputation mondiale dans les domaines de la photonique, des matériaux, de la nanoélectronique, des microsystèmes et de la nanofluidique. Le C2N compte sur un personnel de près de 400 personnes et héberge l’une des plus grandes centrale universitaires de nanotechnologie en France, avec une salle blanche de 2900 m2.

Au sein du C2N, le groupe Silicon Photonics (https://minaphot.c2n.universite-paris-saclay.fr/en/) a une vaste expertise sur les dispositifs photoniques passifs et actifs sur silicium, nitrure de silicium et germanium. Le groupe est à l’avant-garde de la recherche en photonique, avec plusieurs démonstrations pionnières de dispositifs optoélectroniques, y compris modulateur optique, photodétecteurs, dispositifs passifs, métamatériaux, et métasurfaces. Le groupe a accès à plusieurs setup optiques pour la caractérisation active et passive des dispositifs photoniques de 600 nm à 16μm de longueur d’onde. Les principales applications prévues du groupe de recherche sont les télécommunications/interconnexions optiques, la photonique hyperfréquence, la détection biochimique et gazeuse, la spectroscopie et la datacom.
Ce poste offre la possibilité de travailler au sein d’une équipe enthousiaste et internationale dans l’environnement exceptionnel du C2N . Nous offrons l’accès à des infrastructures de fabrication et des laboratoires de caractérisation de pointe, avec la possibilité de proposer et d’étudier de nouvelles idées de recherche.


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

n.a.

Rémunération et avantages

Rémunération

La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € brut mensuel

Congés et RTT annuels

44 jours

Pratique et Indemnisation du TT

Pratique et indemnisation du TT

Transport

Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€

À propos de l’offre

À propos du CNRS

Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d’associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement.

Le CNRS

Les métiers de la recherche