Doctorat (H/F) en fabrication additive assistée par laser dans les fibres optiques.

Sujet de thèse :
La thèse expérimentale proposée s’inscrit dans le contexte de la fabrication dite additive (FA, ou communément « impression 3D ») de composants pour la photonique [1-4]. Nous visons la fabrication additive assistée par laser de « fonctions optiques » dans les préformes en verre de silice. Ces préformes seront ensuite étirées en fibres optiques, contenant ces « fonctions ». Une technique de fabrication additive, basée sur la polymérisation multiphotonique (MPP multi-photon polymerization) de résines polymères chargées de particules d’oxydes en objets vitreux a été mise en œuvre au laboratoire. L’originalité de l’approche choisie à INPHYNI tient dans la configuration d’écriture des motifs par laser, et l’intégration de cette étape dans la fabrication de la préforme par une technique bien maîtrisée à INPHYNI. La nouvelle technique permettra de fabriquer des structures complexes intégrées dans des fibres optiques, avec un contrôle tridimensionnel des compositions et des formes. La thèse proposée vise à définir les conditions expérimentales nécessaires pour réaliser des objets en verre sur le substrat en silice de fabrication des préformes, et d’étudier les paramètres nécessaires à l’obtention de « fonctions » dans les fibres optiques finales. Le travail principal est expérimental, orienté vers la synthèse et la transformation des matériaux utilisant la MPP et une méthode standard de fabrication de fibres optiques en silice, adaptée pour la FA.

Les domaines d’application envisagés pour les nouvelles fibres contenant les composants imprimés sont nombreux : énergie, environnement, santé, aéronautique, usinage, marquage, communications, sécurité, défense, agro-alimentaire, etc. Les collaborations académiques visées sont très nombreuses, de l’échelle locale (diverses équipes au sein d’INPHYNI, laboratoires de l’Université Côte d’Azur) à l’échelle régionale (réseaux des pôles SCS et SAFE) et aux échelles nationale (réseau GIS GRIFON/CNRS [5], INRAE) et internationale. Des collaborations industrielles pourront être initiées sur la base des travaux obtenus durant cette thèse.

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES :
[1] F. Kotz, P. Risch, K. Arnold, S. Sevim, J. Puigmartí-Luis, A. Quick, M. Thiel, A. Hrynevich, P. D. Dalton, D. Helmer, and B. E. Rapp, "Fabrication of arbitrary three-dimensional suspended hollow microstructures in transparent fused silica glass," Nat Commun 10, 1439 (2019).
[2] Y. Chu, X. Fu, Y. Luo, J. Canning, Y. Tian, K. Cook, J. Zhang, and G.-D. Peng, "Silica optical fiber drawn from 3D printed preforms," Opt. Lett., 44, 5358–5361 (2019).
[3] R. Dylla-Spears et al., “3D printed gradient index glass optics”, Science Advances 6 (2020) eabc7429
[4] T. Doualle, J.-C. André, & L. Gallais, "3D printing of silica glass through a multiphoton polymerization process," Opt. Lett. 46, 364-367 (2021)
[5] Groupement d’Intérêt Scientifique GRIFON. https://grifon.xlim.fr/

Contexte :
L'Inst
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