Thèse Nouvelles Géométries de Laser à Polaritons de Guide d'Onde H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Nous recherchons un doctorant motivé, intéressé par les expériences optiques, ayant une formation en physique des semi-conducteurs, en mécanique quantique et/ou en optique quantique.

Établissement : Université de Montpellier École doctorale : I2S - Information, Structures, Systèmes Laboratoire de recherche : L2C - Laboratoire Charles Coulomb Direction de la thèse : Thierry GUILLET ORCID 0000000197360026 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-05-04T23:59:59 Les polaritons sont des particules quantiques hybrides lumière-matière résultant du couplage fort entre photons et excitons dans un semi-conducteur, lorsque ce couplage est renforcé dans des résonateurs photoniques tels que les microcavités et les guides d'ondes. Les polaritons peuvent être générés, transportés, accumulés dans des phases quantiques denses et soumis à de fortes interactions. La découverte de la condensation de Bose des polaritons en 2006 [1] (à basse température dans des microcavités en CdTe et GaAs) a donné lieu à de nombreux projets de recherche fructueux et a conduit à la découverte de la superfluidité des condensats de polaritons, à l'observation de types uniques de vortex dans ces «fluides quantiques de lumière», ainsi qu'au développement de dispositifs polaritoniques.
Les dispositifs polaritoniques à base de GaN et de ZnO ont suscité un vif intérêt au sein de la communauté scientifique grâce à leurs excitons robustes et à leur grande force d'oscillateur. Notre groupe L2C/OECS a mis en évidence l'un des premiers condensats de polaritons à T = 300 K dans une microcavité en ZnO [2]. Dans le cadre d'une collaboration avec les laboratoires CRHEA, C2N et IP, nous avons également développé depuis 2019 une plateforme alternative basée sur les polaritons dans des guides d'onde ruban en GaN [3-8], c'est-à-dire un guide d'onde dans lequel les photons et les excitons se trouvent en régime de couplage fort [3]. Nous avons démontré en 2024 un laser pulsé original fonctionnant à faible nombre de photons et basé sur des solitons de cavité [7]. Nous avons également exploré des géométries de cristaux photoniques [6,8], qui permettent d'améliorer la durée de vie du mode polaritonique hébergeant le condensat et d'abaisser le seuil de condensation [9].
Cette recherche se situe à la frontière entre l'optique non linéaire, la nanophotonique, l'optoélectronique quantique et la physique des condensats de Bose. Les dispositifs à guide d'ondes polaritoniques suscitent un vif intérêt pour des applications en photonique intégrée, en simulation quantique et dans les réseaux neuronaux entièrement optiques.