Conception et développement de micro-capsules photoniques pour la compression d’impulsions optiques ultra-brèves et de très forte tenue en puissance.

Sujets de thèse 2014

Intitulé de la thèse
Conception et développement de micro-capsules photoniques pour la compression d’impulsions optiques ultra-brèves et de très forte tenue en puissance.
Publication du sujet sur le site de l’ABG : OUI
Nature du financement : non connu à ce jour
Domaine de compétences principal (pour l’ABG) : Sciences pour l’Ingénieur
Domaine de compétences secondaire (pour l’ABG) : Physique
Spécialité de doctorat : Electronique des hautes fréquences, Photonique et Systèmes

Lieu de travail
GPPMM group Institut de recherche XLIM – UMR CNRS 7252 Université de Limoges 123 Avenue Albert Thomas 87060 Limoges Cedex
Laboratoire d’accueil : XLIM/PHOTONIQUE

Présentation de l’équipe de recherche
The Gas-Phase Photonic and Microwave Materials (GPPMM) is a newly established research group of XLIM Research institute. It stems from Prof. Benabid GPPM (Gas-Phase Photonic Materials) research group at the University of Bath which is now transferred with all the laboratory equipments to XLIM on one hand, and from the pre-existing experience and facilities of XLIM in optical fiber on the other hand. The GPPM has been the world pioneering and leading research group on hollow-core PCF and its applications for gas-phase materials based quantum and nonlinear optics. This international leadership is substantiated by a recent report by the Institute of Physics (IOP) and the Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC, UK) on the research of optics and photonics in the United Kingdom, which has ranked Prof. Benabid’s GPPM as a word-leading research group (see footnote1 for the internet link). A further example of this pioneering and leading role was demonstrated during the leading conference in laser and optoelectronic CLEO 2008, Baltimore, US, where the GPPM group contribution to the “symposium on hollow-core photonic crystal fiber” represented 45% of the 20 presented papers. In parallel, XLIM work on photonic crystal fiber has enjoyed an international standing.

Résumé de la thèse en français
Le domaine des lasers ultra-puissants et ultra-courts (énergie >1mJ et durée d’impulsion <10fs) connait ces dernières années un fort engouement de la part des scientifiques et des industriels. Dans le domaine scientifique cet engouement est illustré par l’émergence de «l’attoscience» et dont l’impact s’étend à des domaines aussi variées que l’imagerie medicale et biologique, la physique fondamentale, ou la photolithographie des semi-conducteurs. Un autre domaine porteur est celui des accélérateurs de particules par laser ultra-court. Celui-ci doit impérativement de combiner à la fois des impulsions ultra-courtes (sub-10fs) et ultra-énergétique (>1mJ). Enfin, la technologie des lasers ultra-énergétiques et ultra-courts est aujourd’hui accepté comme un moteur majeur dans le marché industriel. Dans ce contexte, le sujet de these propose de développer des lasers ultra-énergétiques reposant sur des solutions innovantes à base de fibres à cristal photonique et à cœur creux. Ce sujet sera mené dans le cadre d’une collaboration avec des industriels leader du domaine.

Résumé de la thèse en anglais
The field of high energy and ultra-short pulsed laser (energy >1mJ and pulse duration <10fs) known in recent years a strong enthusiasm from scientists and industrialists. In science this strong interest is illustrated by the emergence of " attoscience " and whose impact extends to fields as diverse as medical and biological imaging, fundamental physics, or photolithography. Another growth area is that of particle accelerators by ultra-short pulsed laser. It must combine both ultra-short pulse duration (sub-10fs ) and ultra-high energy (>1mJ) . Finally, this emerged technology of laser is now integrated as a major driver in the industrial market. In this context, this PhD thesis proposes to develop high-energy lasers based on new kind of hollow-core photonic crystal fibers. This topic will be done in collaboration with leading industrial of this field.

Description complète du sujet de thèse
Le domaine des lasers ultra-puissants et ultra-courts (énergie >1mJ et durée d’impulsion <10fs) connait ces dernières années un fort engouement de la part des scientifiques et des industriels. Dans le domaine scientifique cet engouement est illustré par l’émergence de «l’attoscience» et dont l’impact s’étend à des domaines aussi variées que l’imagerie medicale et biologique, la physique fondamentale, ou la photolithographie des semi-conducteurs. Un autre domaine porteur est celui des accélérateurs de particules par laser ultra-court. Celui-ci doit impérativement de combiner à la fois des impulsions ultra-courtes (sub-10fs) et ultra-énergétique (>1mJ). Enfin, la technologie des lasers ultra-énergétiques et ultra-courts est aujourd’hui accepté comme un moteur majeur dans le marché industriel. Dans ce contexte, le sujet de these propose de développer des lasers ultra-énergétiques reposant sur des solutions innovantes à base de fibres à cristal photonique et à cœur creux. Ce sujet sera mené dans le cadre d’une collaboration avec des industriels leader du domaine.

Objectifs scientifiques de la thèse
Le travail demandé comprendra la conception et le développement de micro-capsules photoniques. L’accent sera mis sur les propriétés de dispersion et de pertes du guide afin de cibler le plus fort facteur de compression temporel mais aussi la tenue au flux optique très énergétique. Le travail demandé comprendra aussi une étude bibliographique, la conception et la fabrication d’une fibre optique à cœur creux remplie d’un gaz, un développement théorique ainsi que la démonstration finale d’une telle source.

Compétences à l’issue de la thèse
Les compétences attendues à l’issues de la thèse seront: – Expertise forte dans le domaine de la compression d’impulsions ultra-brèves et intenses – Connaissance concernant la conception et la fabrication de fibres optiques – Connaissance dans la caractérisation et modélisation des procédés linéaires et nonlinéaires dans les fibres optiques remplies de gaz – Forte expérience dans la diffusion de la culture scientifique (communications internationales, articles, séminaires, …) – Forte autonomie attendue

Mots clés (séparés par des virgules)
Laser, compression d’impulsion, fibre optique, interaction gas/lumière, impulsions optiques ultra-brèves.
Conditions restrictive de candidature (nationalité, âge, …) : NON

Directeur de thèse
Pr. Fetah Benabid
Adresse mail du directeur de thèse : f.benabid@xlim.fr
Téléphone Directeur de thèse : 0555457385

Co-directeur de thèse
Dr Frédéric Gérôme
Adresse mail du co-directeur de thèse : gerome@xlim.fr
Téléphone co-Directeur de thèse : 0555457385
Cofinancement LABEX SigmaLIM demandé : NON

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