Les méthodes de traitement de l’information, qu’elles soient numériques ou analogiques, sont aujourd’hui primordiales pour la mise en œuvre des systèmes de télécommunications ou pour l’analyse des données notamment à travers la réalisation des fonctions de routage statique ou dynamique, de reconnaissance de forme dans les signaux ou les images. Les Boucles à Décalage de Fréquence (BDF), dont le principe repose sur la génération d’un grand nombre de répliques d’un signal donné décalées à la fois en temps et en fréquence [1–3], offre une solution attrayante pour effectuer de nombreuses opérations analogiques à haute cadence que ce soit la transformée de Fourier, la corrélation de signaux ou le produit matriciel [4,5].
Cependant, à ce jour, les démonstrateurs de BDF, qui exploitent des architectures à base de fibres optiques et de composants fibrés, s’avèrent relativement encombrants. L’objectif du projet ANR Fresh-Mint et, par proxy, de la thèse est d’évaluer la pertinence de solutions plus compactes sans amplification optique utilisant des résonateurs optiques de dimensions millimétriques et à faibles pertes exploitant le niobate de lithium et son effet électro-optique pour implémenter le décalage de fréquence par une simple modulation de phase serrodyne (ou en dents de scie).
Plus spécifiquement, la thèse proposée s’intéresse à la démonstration de BDF utilisant des résonateurs linéaires ou en anneau intégrés sur la plateforme technologique à base de niobate de lithium en couches minces (Thin Film Lithium Niobate - TFLN). Il s’agira de travailler sur trois volets essentiels à cette preuve de concept et l’établissement des composants afférents. Un premier volet porte sur la modélisation et la conception des résonateurs et électrodes optimisés pour la génération de signaux décalés en fréquence. Un second volet est le développement et l’établissement de procédés technologiques fiables, performants et reproductibles de micro-fabrication de ces composants. Ce volet sera traité avec l’appui de la salle blanche du LAAS, une des 5 grandes centrales technologiques du réseau académique national RENATECH, et s’appuiera sur les résultats antérieurs déjà obtenus par l’équipe dans le cadre des projets ANR RESON [6–8] et NanoFiLN du PEPR « Electronique » [9,10]. Enfin, un dernier volet adressera la caractérisation des performances des composants réalisés. Des tests préliminaires seront effectués en interne pour s’assurer du bon fonctionnement des dispositifs avant une évaluation plus en profondeur en collaboration avec l’équipe de FOTON Rennes dans des utilisations plus avancées.
Les travaux de thèse seront réalisés au LAAS-CNRS dans l’équipe Photonique, et s’inscrivent dans le cadre du projet ANR Fresh-Mint où les approches fibrées, à base de mini-disques polis par traitement laser et en photonique intégrée seront confrontées.
[1] H. Guillet De Chatellus, O. Jacquin, O. Hugon, W. Glastre, E. Lacot, and J. Marklof, Generation of ultrahigh and tunable repetition rates in CW injection-seeded frequency-shifted feedback lasers, Opt. Express 21, 15065 (2013).
[2] H. Guillet De Chatellus, E. Lacot, W. Glastre, O. Jacquin, and O. Hugon, Theory of Talbot lasers, Phys. Rev. A 88, 033828 (2013).
[3] H. Yang, M. Brunel, M. Vallet, H. Zhang, and C. Zhao, Analysis of frequency-shifting loops in integer and fractional Talbot conditions: electro-optic versus acousto-optic modulation, J. Opt. Soc. Am. B 37, 3162 (2020).
[4] C. Schnébelin and H. Guillet De Chatellus, Agile photonic fractional Fourier transformation of optical and RF signals, Optica 4, 907 (2017).
[5] C. Schnébelin, J. Azaña, and H. Guillet De Chatellus, Programmable broadband optical field spectral shaping with megahertz resolution using a simple frequency shifting loop, Nat Commun 10, 4654 (2019).
[6] F. Renaud, A. Monmayrant, S. Calvez, O. Gauthier-Lafaye, A.-L. Fehrembach, and E. Popov, Second-harmonic-generation enhancement in cavity resonator integrated grating filters, Opt. Lett. 44, 5198 (2019).
[7] E. Hemsley, O. Gauthier-Lafaye, A. Monmayrant, P. Dubreuil, S. Calvez, A.-L. Fehrembach, and E. Popov, Critical coupling in cavity-resonant integrated-grating filters (CRIGFs), Opt. Express 31, 27274 (2023).
[8] A. Monmayrant, S. Calvez, P.-F. Calmon, P. Dubreuil, S. Charlot, A.-L. Fehrembach, E. Popov, and O. Gauthier-Lafaye, Cavity resonator-integrated guided-mode resonance filters with on-chip electro- and thermo-optic tuning, Opt. Express 30, 16669 (2022).
[9] C. Selva, K. Kinjalk, A. Monmayrant, O. Gauthier-Lafaye, and S. Calvez, Waveguide Loss Model and Geometry Optimization for Linear and Nonlinear Applications, in Integrated Photonics Platforms IV, edited by D. Van Thourhout, D. Marris-Morini, and P. O’Brien (SPIE, Strasbourg, France, 2026), p. 31.
[10] C. Selva, K. Kinjalk, A. Moreau, J. Lumeau, A.-L. Fehrembach, A. Monmayrant, O. Gauthier-Lafaye, and S. Calvez, Photonics Devices Based on Lithium Niobate On Insulator (LNOI), in (IEEE, Prague (Czech Republic), 2026).
- Conception de résonateurs à faibles pertes à modulation électro-optique
- Micro-fabrication de composants et circuits photoniques sur LNOI
- Présentation des résultats aux réunions de projet, dans des articles de revue et dans des conférences.
- Caractérisation de structures photoniques (d’optique guidée)
- Titulaire d’un diplôme de d’ingénieur ou d’un Master en photonique, ou en optique, ou en physique du solide appliquée ou encore en électronique.
- intérêt et appétence pour les technologies photoniques et laser
- Un savoir-faire ou une formation en technologie micro-électronique en salle blanche serait un plus
- Bonnes aptitudes de communication orale et écrite (français et anglais nécessaires) pour présenter les travaux durant des réunions de projet, des congrès et rédiger des articles dans des revues scientifiques.
- Forte motivation requise pour s’impliquer dans son projet, curiosité, et autonomie pour s’adapter aux contraintes de la recherche et développer des compétences en photonique dans le domaine des composants.
- Aptitude à travailler en équipe
Les candidatures devront inclure un CV détaillé ; au moins deux références (personnes susceptibles d’être contactées) ; une lettre de motivation d’une page ;
Ce doctorat porte sur la conception, la fabrication et la caractérisation de composants photoniques et s’appuie essentiellement sur les compétences en conception et en technologie de l’équipe Photonique du LAAS-CNRS. Il se déroulera dans le cadre du projet ANR Fresh Mint avec comme partenaires académiques les Laboratoires FOTON de Rennes et FEMTO-ST de Besançon. 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.
Le travail se déroulant pour partie dans un environnement de salle blanche, le (la) candidat(e) recevra dès son arrivée au laboratoire une formation complète sur la sécurité et le travail avec en salle blanche ainsi que sur le travail avec des sources laser pour pouvoir assurer la partie caractérisation.
La rémunération est d'un minimum de 2300,00 € mensuel
44 jours
Pratique et indemnisation du TT
Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu’à 300€
Référence de l’offre
UPR8001-STECAL-008
Section(s) CN / Domaine de recherche
Micro- et nanotechnologies, micro- et nanosystèmes, photonique, électronique, électromagnétisme, énergie électrique
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