nanostructures electro-optiques pour capteurs de champs

Offre de thèse à l’institut FEMTO-ST:
NANOSTRUCTURES ELECTRO-OPTIQUES POUR CAPTEURS DE CHAMPS ELECTRIQUES ET
MESURES DE FREQUENCES.
Contexte / Résumé du sujet :
La mesure et la détection de champs électriques et de leurs fréquences de modulation provenant de
phénomènes naturels ou émis par l’activité humaine est un sujet de fort impact pour la société.
L’objectif de la thèse est de concevoir/fabriquer/caractériser des nanostructures électro-optiques
destinées à la détection des champs électriques et à leur discrimination en fréquence. Il s’agit
d’exploiter les effets de lumière lente dans les cristaux photoniques en niobate de lithium (LiNbO3) [1],
pour réaliser et étudier des capteurs extrêmement compacts à très forte sensibilité aux champs
électriques.
Des articles très récents illustrent toutes les opportunités offertes par les microguides LiNbO3 pour la
réalisation de modulateurs, capteurs ou switch ultra-compacts. Dans ces articles, les composants sont
réalisés par une technologie de type « smart-cut » coûteuse et lourde à mettre en œuvre (elle implique
notamment de l’implantation ionique) [2]. Nous avons développé à FEMTO-ST des technologies
alternatives simples qui permettent d’amincir le niobate de lithium, de le structurer en microguides à
hauts facteurs de formes, et de l’usiner de façon tridimensionnelle [3,4] à des échelles nanométriques :
c’est une première pour ce matériau réputé très difficile à usiner. Nous avons ainsi développé des
cristaux photoniques pyroélectriques très sensibles aux variations de température [3]. Il s’agit
maintenant de réaliser les premiers capteurs fibrés électro-optiques à base de cristaux photoniques.
La thèse s’effectuera en étroite collaboration avec les sociétés Kapteos et Photline Technologies et
le projet est financé par des fonds ANR et DGA. L’étudiant disposera à FEMTO-ST de tous les
équipements et logiciels nécessaires (station de travail pour les calculs, plateforme technologique
MIMENTO pour les travaux en salle blanche et bancs de caractérisation optique/électro-optique). La
thèse pourra mener à la caractérisation en milieu industriel des composants finalisés.
Références :
[1] M. Roussey, M.-P. Bernal, N. Courjal, R. Salut, et al, “Electro-optic effect exaltation on lithium niobate photonic
crystals due to slow photons”, App. Phys. Lett., 89, 241110 (2006).
,
[2] A. Guarino, G. Poberaj, D. Rezzonico, R. Degl'Innocenti P. Günter, Electro-optically tunable microring
resonators in lithium niobate, Nature Photonics, 1, 407 - 410 (2007)
[3] H. Lu, B. Sadani, G. Ulliac, C. Guyot, N. Courjal, F.I. Baida, M.-P. Bernal, “Integrated temperature sensor
based on an enhanced pyroelectric photonic crystal”, Optics Express, 21, 16311 (2013)
[4] C. Guyot, G. Ulliac, J. Dahdah, W. Qiu, M.-P. Bernal, F.Baida, and N. Courjal, “Optical characterisation of ultrashort Bragg grating on LiNbO3 ridge waveguide”, Optics Lett. 39, 371 (2014)
Domaines de recherche :
Photonique, Nanophotonique, Optoélectronique, Micro nanotechnologies, Capteurs, Hyperfréquences
Informations pratiques :
Salaire : 1500 € net/mois,
Début : A partir de juillet 2014 (peut commencer en septembre)
Encadrement : Maria-Pilar Bernal DR CNRS, et Nadège Courjal MdC, Institut FEMTO-ST, Besançon
Lieu : Département d’Optique et centrale MIMENTO, FEMTO-ST, Besançon
Contact :
Envoyer un email motivé avec CV joint à Nadège Courjal : e-mail : [email protected]