CHalcogénures pour l’Optique Intégrée non linéaire sur Silicium dans le proche et moyen Infra-Rouge

La photonique intégrée offre des solutions technologiques prometteuses pour les applications d’optique non-linéaire. Plusieurs plateformes sont à l’étude pour exploiter ces effets dans l’infrarouge : la génération de supercontinuum et de peignes de fréquences optiques pourrait avoir un impact pour les télécommunications, les capteurs, ou la métrologie. Les verres de chalcogénure sont des matériaux particulièrement avantageux dans ce contexte, par leur forte non linéarité et transparence dans l’infrarouge. Cependant, ils ne bénéficient pas de la maturité technologique de la plateforme de photonique silicium. Par ailleurs, la composition des verres de chalcogénure envisagée sera moins nocive pour l’environnement, en évitant d’utiliser notamment de l’Arsenic.

Le projet CHOISIR (CHalcogénures pour l’Optique Intégrée non linéaire sur Silicium dans l’Infra-Rouge), qui se déroulera à Lannion au département Systèmes Photoniques de l’Institut Foton, a pour objectif d’associer les atouts des deux matériaux en une plateforme hybride de chalcogénures-sur-silicium. Il vise en particulier la conception, fabrication et caractérisation de composants intégrés sur cette nouvelle plateforme, pour la génération de supercontinuum et de peignes de fréquences dans le proche et le moyen infrarouge.

Deux applications sont donc envisagées :

- Réalisation de peignes de fréquences pour le proche et le moyen infrarouge

- Réalisation de supercontinnuum pour le proche et le moyen infrarouge.

Ces activités de recherche permettront de développer des sources optiques miniaturisées sur puces dans le moyen infrarouge pour des applications de détection de molécules dans les domaines sociétaux de l’environnement, de l’agro/agri, de la santé ou de la défense.

L’Institut Foton est une unité mixte de recherche associant le CNRS, l’Université de Rennes 1 (l’Enssat et l’IUT de Lannion), et l’INSA de RennesL’unité est structurée en six axes thématiques et trois départements, réparties sur deux sites : deux départements à Rennes, Opto-électronique, Hétéro-épitaxie et Matériaux (OHM, (INSA-Rennes) et (DOP, UR1) ; un département Systèmes Photoniques à Lannion (Enssat-Lannion).

Le/La doctorant(e) travaillera sur la thématique en optique guidée du département Systèmes photoniques composé d’environ 55 personnes et situé à Lannion. Ce groupe a acquis une forte expérience dans le domaine des circuits intégrés photoniques et dispose des moyens de la plateforme technologique CCLO (salle blanche de 200 m², bâtis de dépôt de couches minces (pulvérisation cathodique, évaporation par canon à électrons), photolithographie sub-micronique, lithographie électronique, gravure sèche ICP-RIE, Microscope Electronique à Balayage, …) et d’équipements et de bancs optiques adaptés aux caractérisations optiques de composants intégrés en linéaire et non linéaire à l’aide de la plateforme PERSYST. Le/La doctorant(e) pourra ainsi bénéficier des compétences et moyens pour la réalisation technologique, mais également pour les aspects de modélisation, pour l’assemblage et les caractérisations de circuits intégrés optiques.

Le sujet de thèse mettra en œuvre des compétences en optique guidée, en optique non linéaire et en optique intégrée. Une formation de niveau Master 2 ou école d’ingénieur abordant une partie significative de ces domaines est nécessaire pour aborder ce sujet de thèse. Des compétences en simulation électromagnétique, en optique non linéaire, en optique guidée et en caractérisations optiques seront fortement appréciées. Le (La) candidat(e) retenu(e) devra en outre avoir le goût de la simulation en optique intégrée, en caractérisations expérimentales et de bonnes aptitudes pour le travail en équipe et la communication de ses résultats (orale et écrite).