Photonique et Ondes
Introduction
L’axe Photonique et Ondes s’intéresse aux approches ondulatoires en photonique et acoustique pour le développement de composants et de systèmes ultra large bande.
Ainsi donc pour les aspects photonique les investigations sont menées d’un point de vue théorique et appliqué dans les domaines spectraux Visibles, Infra-Rouge, Moyen Infra rouge et THz.
Concernant l’acoustique le domaine couvert va de quelques Hz à plusieurs centaines de MHz.
SOUS-THEMES DE RECHERCHE :
Les activités de l’axe sont décomposées en trois sous thèmes principaux :
- Approches fondamentales et numériques en physique quantique et ondulatoire
De façon générale les activités sont regroupées autour de la propagation libre et guidée en photonique et acoustique avec comme préoccupation particulière la résolution des problèmes directs et inverses dans des configurations complexes.
- Composants photoniques (Visibles, M(IR), THz) et acoustiques large bande
Transition entre les approches purement théoriques et l’application, le composant constitue au sein de l’axe l’élément clé nécessaire à la conception de systèmes pour les applications ondulatoires. Parmi ces composants on peut citer : les lasers et les détecteurs quantiques basés sur la plasmonique ou la photonique tout silicium, les émetteurs et récepteurs acoustiques ultra large bande, les cavités et systèmes résonnants acoustiques
- Systèmes et applications ondulatoires
La maîtrise complète de la théorie et du composant permet la conception in finé de systèmes originaux visant des applications très variées dans des gammes spectrales très larges : spectroscopies, microscopies, évaluation non destructive haute fréquence, bio-capteurs en optique guidée et THz, télécommunications…
QUESTIONNEMENTS SCIENTIFIQUES :
Au sein de l’axe nous essayons de mieux comprendre et/ou simuler l’interaction ondes / matière dans les domaines Visible, (M)IR,THz, dans les milieux hétérogènes et (ou) multi-échelle, dans les milieux confinés.
Ainsi donc les questions récurrentes sont :
Comment…
- Intégrer les solutions photoniques en micro-électronique
- Identifier des lois de comportement physique avec des ondes optiques ou acoustiques
- Émettre, Détecter, Guider et Utiliser des ondes ultrasonores sur de très larges gammes de fréquences
- Émettre, Détecter, Guider et Utiliser les rayonnements dans l’infrarouge proche, moyen et le THz
Equipement spécifique
- Microscopes acoustiques haute fréquence. (G.Despaux, E. Le Clézio)
- Echographe médical (E. Le Clézio)
- Rhéomètres ultrasonores ultra large bande. (D.Laux)
- Bancs échographiques (D.Laux)
- Vibromètre laser. (F. Augereau)
- Bancs de spectroscopie ultrasonore (E. Rosenkrantz)
- Cuve ultrasonore motorisée (E. Rosenkrantz)
- Banc de caractérisation ultrasonore de gaz (J-Y Ferrandis)
- Fabrication de composants par MBE (cf. axe matériaux) et processes technologiques associés : dépôt, gravure, polissage, micro-soudure (bonding), etc.
- Caractérisation des matériaux à semi-conducteurs : Spectromètre à transformée de Fourier NIR/MIR (FTIR), Diffractomètre à rayons X, etc.
- Sources laser pour pompage optique NIR (780 nm, 980 nm)
- Laser à fibre NIR
- Lasers accordables en bande C
- Amplificateur à fibre NIR (1064 nm et 1550 nm)
- Clive et soudure de fibres optiques standard et à maintien de polarisation
- Analyseur de spectre NIR-MIR haute résolution (0,03 nm)
- Interféromètre FP à balayage
- Caméra NIR Streak (5 ns)
- Caméra CCD NIR-MIR
- Analyseur de front d’onde (Phasics)
- Autocorrélateur g2
- Composants fibrés (780 nm, 1064 nm, 1550 nm)
- Modulateurs : acousto-optiques en espace libre, Mach-Zehnder fibrés (1064 nm & 1550 nm)
- Instrumentation de haute performance (optiques à faible aberration, miroirs laser, optiques à fibres PM, mise en forme de faisceau, analyse de polarisation, isolation, fluctuations d’intensité/fréquence,…. )
- Microscope optique
- Lithographie optique
- Logiciels de hautes performances (ZEMAX, FEMLAB, solveur PDDE…)
- Stations sous pointes
- Analyseurs de spectre RF
- Oscilloscope rapide
- Analyseur de réseau RF
- Antennes, sources/détecteurs
- Chambre anéchoïque
- Systèmes de cartographie en champ proche (GHz – sub-THz)
- Impédancemètres
- Graveuse de circuits imprimés, antennes etc.
- Logiciels de simulation 3D EM
- Sources électroniques accordables CW multipliées en fréquence (0,075-1,2 THz)
- Source électronique modulée en amplitude avec suppression de la porteuse à 300 GHz (modulation jusqu’à 30 GHz)
- Convertisseurs abaisseurs de fréquence pour analyse spectrale (têtes externes pour analyseur de spectre)
- Détecteurs à haute vitesse (> GHz)
- Mise en forme de faisceau
- Photo-mélangeurs
Compétences
- Technologies quantiques et nanotechnologies
- Matériaux pour la photonique (IR, MIR), le THz, et l’acoustique
- Design et réalisation de composants photoniques
- Instrumentation photonique et hyperfréquences, acoustique HF
- Conception et caractérisation de composants et de systèmes
- Modélisation de l’interaction lumière/matière et du transport électronique dans les matériaux et les structures complexes
- Modélisation de la propagation acoustique dans les structures complexes
Projets de recherche
EXPAIR
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UNISON
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