Offre de thèse en opto-microonde (H/F)

Sujet de thèse :
La génération de peignes de fréquences optiques large bande a ouvert la voie à de nombreuses applications, telles que l’étalonnage de spectrographes astronomiques, la détection d’exoplanètes par spectroscopie haute résolution ou encore la métrologie de très haute précision [1]. L’impact majeur de ces travaux sur les sciences de la mesure a notamment été consacré par le prix Nobel de physique attribué à Theodor W. Hänsch en 2005.

Les résonateurs Fabry-Pérot fibrés, constitués de quelques centimètres de fibre optique délimitée par deux miroirs diélectriques à très forte réflectivité (99,9 %), présentent des finesses pouvant atteindre 3×10⁴. Compacts et facilement intégrables dans des architectures entièrement fibrées, ils offrent une grande flexibilité technologique grâce à la diversité des fibres disponibles.

Cette thèse vise à prolonger les travaux antérieurs [2] en explorant la diversité des régimes non linéaires accessibles avec ces résonateurs, dans l’objectif de générer des peignes de fréquences larges par la production d’impulsions ultrabrèves de l’ordre de la centaine de femtosecondes. À terme, ces développements permettront la réalisation de sources optiques cohérentes ultra-stables ainsi que de signaux micro-ondes et millimétriques optimisés en bruit de phase.

Le projet se déroulera au sein de l’équipe MOST du LAAS-CNRS. Il sera principalement expérimental, complété par des travaux de modélisation et de simulations numériques menés en collaboration. La thèse s’inscrira dans une dynamique collaborative forte, impliquant le PhLAM (Lille), l’ICB (Dijon), l’Institut Fresnel (Marseille) et l’IRMAR (Rennes) dans le cadre du projet ANR COMBY (2025–2029).

Mots - clés : peignes de fréquence Kerr, cavité Fabry-Pérot, soliton, synthèse microonde, bruit de phase.

Compétences requises : optique non-linéaire, traitement du signal, système d’asservissement (PID), simulations numériques (Matlab)

Bibliographie :

[1] T. Fortier and E. Baumann, "20 years of developments in optical frequency comb technology and applications," Commun. Phys. 2, 153 (2019).

[2] Germain Bourcier, Stéphane Balac, Julien Lumeau, Antonin Moreau, Thomas Bunel, Arnaud Mussot, Matteo Conforti, Vincent Crozatier, Olivier Llopis, Arnaud Fernandez, "Laser self-injection locking to fiber Fabry-Perot resonator for frequency comb generation". IEEE – Journal of Ligthwave Technology. 2025, DOI.
Contexte :
Les recherches menées au LAAS-CNRS à Toulouse visent à une compréhension fondamentale des systèmes complexes tout en considérant l'usage qui peut en découler. À l'inverse, de nombreuses problématiques industrielles ou sociétales, par exemple dans le domaine des transports, de l'espace, de la santé ou des réseaux de communication soulèvent des questions fondamentales qui motivent les projets de recherche du laboratoire.