Circuits photoniques pour la compression d’impulsions optiques

Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
La spectroscopie dans le moyen infrarouge est un moyen quasi universel d'identifier les substances chimiques et biologiques et de réaliser des diagnostics non intrusifs. En effet, dans la gamme de longueur d’onde comprise entre 6 et 15µm, la plupart des molécules ont des résonances de vibration et de rotation à des longueurs d’onde très spécifiques. Cette gamme de longueurs d'onde peut donc être exploitée pour détecter de traces de substances toxiques et dangereuses pour l'environnement. L'un des défis actuels consiste à rendre la spectroscopie dans l'infrarouge moyen accessible partout, en encourageant le développement de solutions compactes et rentables.

Le poste de post-doctorant se place dans le cadre du projet UNISON financé par l’l'Union Européenne, dont l'objectif est de démontrer une plateforme hautement évolutive pour la spectroscopie infrarouge qui soit à la fois rentable et compacte. La technologie radicalement nouvelle est un spectromètre intégré compact et peu coûteux couvrant toute la gamme spectrale de l'infrarouge moyen (de 3 à 12 μm de longueur d'onde) et pouvant être intégré dans l'espace exigu d'un appareil de l'Internet des objets (IoT).

Pour atteindre cet objectif, UNISON s'appuiera sur des lasers à cascade pompés électriquement (QCL et ICL) et sur des circuits photoniques moyen-IR en silicium germanium (SiGe). Au-delà des défis physiques et technologiques posés par chacun des objectifs du projet, l'intégration des QCL ou ICL avec les circuits photoniques SiGe est un défi majeur.
Activités :
L’objectif du travail de post doctorat concernant la génération de pulses optiques à partir de peignes de fréquences QCL. La génération de pulses sera réalisée sur circuit intégré SiGe développés au C2N. Le travail s’appuye sur une première démonstration entre le C2N et l’ETH (https://doi.org/10.1002/lpor.202501485), et l’objectif du post doctorat est de pousser l’approche plus loin en démontrant la génération de pulses ultra courts (inférieurs à la ps) ) et à forte puissance.
Les enjeux à lever sont :
- La gestion du chirp dans les circuits intégrés SiGe sur une grande bande passante optique
- La réduction des pertes optiques (couplage/propagation).

Contexte 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
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...

Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
Nous recherchons un candidat ayant de l'expérience en optique intégrée, idéalement dans le domaine spectral de l'infrarouge moyen, mais cela n'est pas restrictif. Idéalement, le candidat devrait avoir de l'expérience en simulation, en fabrication en salle blanche et en caractérisation optique.
En outre, le candidat travaillera dans le cadre d'un projet européen Pathfinder (2024-2028), qui a débuté en mars 2024, avec 7 partenaires internationaux, C2N étant le coordinateur du projet. Une forte implication dans le projet est attendue (présentation lors des réunions de projet, participation à la rédaction des livrables, participation à la gestion, ....). La capacité à communiquer et à partager des résultats dans un environnement multidisciplinaire et multi-national est fortement attendue.

Contraintes et risques :