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Doctorat (H/F) : Conception et réalisation de guides d'onde auto-alignés entre composants photoniques pour les systèmes de communications optiques

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

Date Limite Candidature : lundi 24 mai 2021

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Informations générales

Référence : UPR8001-VERBAR-003
Lieu de travail : TOULOUSE
Date de publication : lundi 3 mai 2021
Nom du responsable scientifique : V. Bardinal
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

Notre société numérique a plus en plus recours aux communications à distance. Dans ce contexte, disposer de systèmes d'interconnexions optiques à haut débit efficaces et bas cout s'avère crucial. Les diodes VCSELs (lasers à cavité verticale à émission par la surface) émettant dans le proche-infrarouge (NIR) constituent des composants photoniques clés pour ces systèmes. Ce succès est dû à leur faible consommation, leur fonctionnement matriciel ou encore à leurs propriétés de modulation à haut débit. Toutefois, leur couplage avec une fibre optique reste une étape longue et couteuse, en raison de faibles tolérances aux désalignements (~1µm pour les composants monomodes). De plus, il n'existe pas de méthode simple et collective pour fabriquer un lien optique « coudé », dans lequel le faisceau VCSEL, émis verticalement, est redirigé dans le plan horizontal des fibres.
Le projet de recherche national 3D-BEAM-FLEX propose de démontrer la fabrication de guides d'onde monomodes continus et flexibles entre des matrices de VCSELs et des fibres optiques, en exploitant une méthode brevetée d'auto-écriture dans de nouveaux matériaux photosensibles dans le NIR. Notre procédé innovant est basé sur une photo-fabrication en deux étapes et sur des propriétés mécaniques particulières des matériaux photo-polymères utilisés. Des résultats préliminaires de couplage dans le visible entre deux fibres optiques standard ont été déjà obtenus. L'objectif de la thèse consistera à démontrer expérimentalement et théoriquement l'intérêt de cette nouvelle méthode pour le couplage auto-aligné entre un VCSEL et une fibre monomodes. Il s'agira dans un premier temps de participer à la mise en place d'un banc de fabrication multi-axes pour mettre en œuvre la méthode. On déterminera ensuite expérimentalement les meilleures conditions photo-chimiques conduisant à un couplage optimal, tout d'abord pour une longueur d'onde standard de 850nm (courtes distances), puis de 1.31µm et 1.55µm (applications télécom). Les résultats expérimentaux obtenus seront confrontés à la modélisation à l'aide d'outils de calcul 3D de la propagation guidée de faisceaux Gaussiens. Plusieurs configurations initiales seront étudiées (tailles de mode, distance axiale et désalignements latéraux). Les dispositifs étudiés seront préparés et caractérisés au sein de la salle blanche du LAAS. Enfin, les nouvelles potentialités offertes par la fabrication additive par impression 3D seront également exploitées au sein de notre plateforme Multifab pour intégrer un lien flexible auto-écrit dans un module compact pliable à 90° et parvenir ainsi à un résultat valorisable.

Contexte de travail

Ces travaux de recherche appliquée pourront avoir des retombées pour les communications optiques, mais également dans le domaine de la spectroscopie miniaturisée et des capteurs.
Ils seront menés au sein de l'équipe MICA et des plateformes technologique et de caractérisation du LAAS-CNRS, unité propre du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS) en étroite collaboration avec l'IS2M-CNRS pour les aspects matériaux.

Contraintes et risques

Risques laser. Travail en salle blanche.

Informations complémentaires

Compétences requises : le candidat devra avoir une solide formation en optique /optoélectronique /photonique, ainsi qu'un goût prononcé pour le travail expérimental et la caractérisation optique.
Les candidatures dont le CV n'est pas en adéquation avec les compétences requises et/ou avec une lettre de motivation sans lien avec le sujet ne seront pas considérées.

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