Doctorat (H/F) - Inscription par laser femtoseconde de circuits photoniques actifs intégrés dans des ve

Sujet de thèse :
Les circuits intégrés photoniques (PIC) sont des micropuces contenant des composants photoniques qui interagissent pour détecter, générer, transporter et traiter la lumière. Une technique de fabrication notable, l'écriture laser directe (DLW) des PIC dans le verre, consiste à focaliser un laser ultracourt à l'intérieur de la puce afin de modifier ses propriétés structurelles et chimiques à l'échelle microscopique. La DLW offre un avantage unique en permettant le prototypage rapide de structures complexes et de haute précision à base de guides d'ondes photoniques 3D. La DLW est largement utilisée pour produire des PIC dotés de composants optiques à faibles pertes et haute fidélité pour le traitement de l'information classique et quantique. La plupart des systèmes photoniques DLW sont actuellement conçus pour le visible et les télécommunications et sont majoritairement constitués de composants passifs. Il existe aujourd'hui un besoin crucial de développer des composants photoniques actifs intégrés fonctionnant dans l'infrarouge moyen (2-5 µm), notamment pour les applications médicales et environnementales, l'instrumentation astronomique et la détection quantique, où les PIC compacts, stables et flexibles proposés par la DLW [1] sont d'une importance majeure. Parmi les ions de terres rares, le Tm3+ a suscité un intérêt considérable, principalement pour le développement de nouveaux lasers dans l'infrarouge moyen [2]. En effet, lorsqu'il est excité à 800 nm, le Tm3+ peut émettre à 1470 nm, ce qui chevauche la bande S de la communication optique, et surtout, entre 1800 et 2200 nm. Les verres semblent être des matériaux hôtes prometteurs pour le Tm3+ en raison de leur méthode de synthèse relativement simple et de leur faible coût de production par rapport à ceux utilisés pour la préparation des cristaux. De plus, l'efficacité des processus d'émission dépend fortement des systèmes vitreux et est très élevée dans les verres à faible énergie de phonons tels que les verres de tellurite.

Dans ce contexte, l'objectif principal de la thèse est de développer et de fabriquer par DLW une source lumineuse intégrée performante émettant dans l'infrarouge moyen à partir de nouveaux verres de tellurite dopés au Tm3+. Comme une section efficace d'absorption/émission plus élevée et une durée de vie plus longue des niveaux de luminescence peuvent être obtenues si le Tm3+ est présent dans des cristaux, des verres seront préparés à partir de cristaux dopés au Tm3+ par la méthode vitrocéramique, basée sur la nucléation et la croissance de nanoparticules. La technologie DLW sera utilisée pour fabriquer des microstructures de guidage d'ondes intégrées directement intégrées dans ces verres actifs.

Les principaux objectifs de la thèse sont :
- Synthétiser des matériaux à base de verre de tellurite dopés au Tm3+ et démontrer une émission MIR améliorée des cristaux intégrés dans le verre ;
- Améliorer la compré
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