Thèse Non-Linéarités dans l'Infrarouge Moyen avec les Matériaux Quantiques 2D H/F

Ecole normale supérieure - PSL

Établissement : Ecole normale supérieure - PSL
École doctorale : Physique et Chimie des Matériaux
Laboratoire de recherche : Laboratoire de Physique de l'École normale supérieure
Direction de la thèse : Sukhdeep DHILLON ORCID 0000000254879570
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-01T23:59:59

La génération d'impulsions lumineuses ultra-rapides et intenses est une technologie fondamentale dans tout le spectre électromagnétique qui permet une exploitation industrielle et académique dans une multitude d'applications scientifiques. Un système récent consiste en des dispositifs à semi-conducteurs pour la génération d'impulsions dans le domaine optique. Ceux-ci bénéficient d'une production à l'échelle et de faibles coûts système, et constituent une technologie habilitante dans toute une série d'applications.

Cependant, dans l'infrarouge moyen (MWIR, longueur d'onde de 3 à 5 µm), une gamme spectrale présentant d'innombrables signatures moléculaires et des fenêtres atmosphériques transparentes, une plateforme technologique à semi-conducteurs pour la génération d'impulsions intenses et courtes n'a pas encore été mise au point. De telles sources auraient un impact important dans la spectroscopie en peigne de fréquences, car un grand nombre de signatures moléculaires existent dans le MWIR. Ce projet comblera cette lacune technologique afin de réaliser des sources MWIR ultrarapides à base de semi-conducteurs en utilisant les propriétés uniques des lasers à cascade et de nouveaux matériaux 2D non-linéaire pour le MWIR.

Le sujet de recherche porte sur la compréhension des non-linéarités optiques des matériaux 2D et comment ils peuvent être appliquées aux lasers fonctionnant dans l'infrarouge moyen. Il s'appuie sur les connaissances récentes acquises dans le domaine de la réalisation de nouveaux types de matériaux 2D et sur des expériences ultrarapides menées sur des lasers à verrouillage de mode dans l'infrarouge moyen.

La thèse sera principalement expérimentale et comportera un volet collaboratif important portant sur les simulations théoriques des structures de bande des matériaux 2D ciblés.