Peignes de fréquences moyen-IR par miroirs d'absorption saturable à semi-conducteurs (SESAM) (H/F)

Missions :
Nous proposons une position de post-doc sur deux ans (initialement) à l'Université Paris Saclay (France) et au CNRS, au sein du Centre de Nanosciences et Nanotechnologies (C2N).
Vous intégrerez l'équipe Dispositifs Quantiques Moyen-IR/THz, spécialisée dans le développement de dispositifs optoélectroniques exploitant les effets d'électrodynamique quantique dans la gamme spectrale du moyen infrarouge [1][2].
Située au sud de Paris, l'Université Paris Saclay s'étend sur un vaste territoire et est classée parmi les meilleures universités de France. Le niveau de salaire est négociable en fonction de l'expérience du candidat. Le projet est soutenu par une bourse ERC Advanced Grant (projet SMART-QDEV).

L'objectif du projet est de développer des lasers compacts à verrouillage passif des modes, qui émettent des impulsions ps, grâce à de nouveaux miroirs d'absorption saturables à semi-conducteurs (SESAM [3]) couvrant l'ensemble de l'infrarouge moyen [4]. Par lasers compacts, on entend des lasers à semi-conducteurs ou à fibre.

1] M. Malerba, M. Jeannin, S. Pirotta, L. Li, A. G. Davies, E. Linfield, A. Bousseksou, J.-M. Manceau, and R. Colombelli, Appl. Phys. Lett. 119, 181102 (2021).
[2] E. Cortese, N. L. Tran, J. M. Manceau, A. Bousseksou, I. Carusotto, G. Biasiol, R. Colombelli, and S. De Liberato, Nat. Phys. 17, 31 (2021).
[3] U. Keller, Nature 424, 831 (2003).
[4] M. Jeannin, E. Cosentino, S. Pirotta, M. Malerba, G. Biasiol, J. M. Manceau, and R. Colombelli, Appl. Phys. Lett. 122, 241107 (2023).
Activités :
Projet scientifique :
La saturation de l’interaction lumière-matière est une caractéristique non linéaire générale, qu’il s’agisse d’atomes ou de semi-conducteurs [5]. Un absorbant saturable présente un coefficient d’absorption qui dépend de l’intensité incidente. Dans les semi-conducteurs, le contrôle des phénomènes de saturation est important pour la physique fondamentale, ainsi que pour les applications.
Un exemple marquant est le miroir à absorption saturable à semi-conducteur (SESAM) [6] [3], basé sur les transitions interbandes dans les puits quantiques. Il a révolutionné les lasers ultrarapides dans le domaine spectral visible/proche infrarouge, permettant des impulsions laser ultrarapides et des peignes de fréquences qui trouvent des applications dans de nombreux domaines.
Dans l’infrarouge moyen (3-30 um), l’intensité requise pour atteindre la saturation est très élevée, de l’ordre de 1 MW/cm². Cette valeur très élevée explique pourquoi il n’existe pas encore de miroirs SESAM efficaces dans l’infrarouge moyen.
Le projet vise à générer des peignes de fréquences dans l'infrarouge moyen à l'aide de lasers interbandes/à cascade quantique, en s'appuyant sur des SESAMs dont les caractéristiques sont contrôlables (intensités de saturation, pertes non saturables…).

Cette activité s'appuie sur les résultats récents de l'équipe hôte, qui ont permis de comprendre comment la saturatio
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