Ingénieur en photonique non-linéaire intégrée pour la génération d’ondes THz

Le domaine térahertz (THz) correspond au spectre électromagnétique compris entre l'infrarouge et les micro-ondes. Cette gamme spectrale recèle de nombreuses signatures spectroscopiques telles que les mouvements roto-vibrationnels des molécules, les résonances collectives dans les solides, etc… Ainsi, la spectroscopie en gamme THz est très prometteuse pour un large éventail d'applications dans l'analyse des matériaux, la détection environnementale et les diagnostics de santé. Le domaine THz présente aussi un enjeu important dans les télécommunications à haut débit notamment notamment en espace libre.

L’utilisation de sources quantiques THz permettra d’élargir encore plus le vaste champ d’applications de ce rayonnement. A l’heure actuelle, les applications THz reposent sur des détecteurs aux performances limitées, notamment due à la faible énergie des photons THz. La mécanique quantique fournit un outil puissant pour surmonter ces limitations : l’intrication.

Le projet ANR INTERQUO, une collaboration entre les laboratoires MPQ et LPENS (Paris), C2N (Saclay) et l’institut FOTON, porte sur la fabrication de sources quantiques THz intégrées et leur démonstration en tant que sources dans des expériences d'imagerie et de spectroscopie quantique.

Dans le cadre de ce projet, notre objectif principal est la démonstration de sources quantiques THz à base de phosphure de gallium (GaP).

Ces sources quantiques THz seront démontrées en utilisant une conversion paramétrique spontanée (SPDC) à partir de photons infrarouges dans un guide d'ondes intégré.

Mission :

 Vous aurez la charge de la conception et de la supervision de fabrication des sources THz.

• Dans un premier temps, vous concevrez les guides d'ondes dans lesquels seront générés les photons THz par SPDC. La géométrie de ces guides sera déterminée afin de maximiser l’efficacité de conversion (accord de phase, recouvrement des modes, etc…). Des simulations numériques et semi-analytiques seront utilisées pour déterminer les meilleures géométries.

• Vous serez responsable de la supervision du processus de fabrication des sources conçues. La plupart des étapes de fabrication sont réalisées en collaboration avec le C2N (lithographie par faisceau électronique, gravure du GaP,..) et vous interagirez régulièrement avec les partenaires du C2N. Si nécessaire, vous développerez certaines étapes technologiques spécifiques (dépôt diélectrique, collage,…) dans la salle blanche NanoRennes.

Déplacements ponctuels possibles.

En nous rejoignant à l'INSA, vous aurez l'opportunité de travailler dans un environnement technologique regroupant des équipements lourds et rares (bancs optiques de précision, microscopie et lithographie par faisceau d'électron, bâti d'épitaxie par jets moléculaires,...). Vous pourrez aussi développer votre créativité dans un milieu propice à l'exploration de nouvelles idées tout en bénéficiant de l'expertise des membres du laboratoire.