Doctorat (H/F) : Etude et développement de matrices de détecteurs à inductance cinétique KIDs optiques

Sujet de thèse :
Etude et développement de matrices de détecteurs à inductance cinétique KIDs optiques pour le projet AMINO.

Le détecteur MKID (Microwave Kinetic Inductance Detector) est un résonateur de type LC réalisé à partir de matériaux supraconducteurs, dont la fréquence et la phase sont modifiées par l’absorption de photons incidents. Ce changement de fréquence permet alors de détecter l'arrivée du photon et, par le biais d’une calibration, d’en déduire son énergie. Ces capteurs peuvent opérer en mode comptage de photons permettant de réaliser la spectrophotométrie sans recourir à un système de dispersion sur le chemin optique. Le multiplexage en fréquence des MKIDs permet la mise en œuvre de matrices comprenant plusieurs milliers de pixels qui peuvent être lus en parallèle par une seule ligne de lecture. Ici, chaque pixel, ou circuit LC, a sa propre fréquence de résonance. Les MKIDs sont une technologie de détection innovante qui ouvrira un large éventail d'applications en astronomie et astrophysique.

Cependant, les MKID actuels ont un faible pouvoir de résolution R = λ/Δλ de 4. Ce dernier doit être amélioré et porté à 20 à environ 550 nm pour répondre aux exigences du nouveau projet AMINO (Advanced Multi-spectral Imaging using Novel wavefront sensors with Optical photon-counting detectors). Cela peut être réalisé à la fois en améliorant les performances des détecteurs et en mettant en œuvre de nouveaux algorithmes de traitement du signal. Porté par le laboratoire LIRA, AMINO permettra l’imagerie multispectrale utilisant de nouveaux analyseurs de front d'onde avec des MKIDS opérant en mode comptage de photons. Ces nouveaux MKIDs seront conçus pour la détection et l'étude des exoplanètes.

Missions
Développement des détecteurs à inductance cinétique fonctionnant dans l'infrarouge proche et le visible au LUX, à l'Observatoire de Paris en étroite collaboration avec ses partenaires le LIRA de l’Observatoire de Paris et l’APC de l'Université de Paris. Le doctorant participera particulièrement à la mise en œuvre de nouvelles géométries de MKIDs optiques en étudiant leurs performances à très basse température (≤100 mK). Le (la) doctorant(e) participera aussi au développement de l'instrument qui comprend notamment un cryostat 100mK et une électronique de lecture rapide dédiés.

Activités
- Elaboration et mise au point des procédés de micro-fabrication des détecteurs MKIDs optiques.
- Participation à la conception des circuits hyperfréquences à base de supraconducteurs pour la détection de photons dans le visible et l'infrarouge proche à l'aide de logiciels de simulation électromagnétiques.
- Caractérisation des propriétés physiques et supraconductrices (résistivité, température critique, etc.) des matériaux à partir desquels seront réalisés les détecteurs.
- Participation à la caractérisation en environnement cryogénique et analyse des résultats des détecteurs réalisés.
- Participation à
Voir plus sur le site emploi.cnrs.fr...