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Foton-DOP

Offre de thèse dans le domaine de la physique des lasers

Démarrage octobre 2020 (durée 36 mois)

Dynamique à retard dans les lasers (bi-fréquences) ; applications à la synthèse de signaux microondes et à la détection chaotique

Depuis plusieurs années, notre équipe étudie la dynamique des lasers, notamment dans des configurations comportant une rétroaction optique et/ou optoélectronique (voir par exemple la thèse d’A. Thorette, soutenue le 30/11/2018). Etant donnée la rapidité de la dynamique intrinsèque des lasers, souvent la rétroaction ne peut pas être considérée comme instantanée ; au contraire le temps de propagation dans la boucle de rétroaction a une influence cruciale sur la dynamique. Una application importante de ces systèmes à rétroaction retardée est la génération de signaux microondes de très grande pureté spectrale. Un des objectifs de ce projet est d’explorer de nouveaux schémas de génération de signaux, qui ont récemment émergé au sein de la communauté de la photonique microonde. Ce volet impliquera un travail à la fois expérimental et de modélisation et simulation, afin d’étudier les différents régimes dynamiques et de déterminer les limites ultimes aux performances des oscillateurs étudiés.
De plus, l’étude de la synchronisation dans les lasers bifréquences mène à d’autres applications, comme par exemple la détection chaotique. Récemment, nous avons mis en évidence un nouveau régime de synchronisation chaotique [Thorette et al., “Frequency-locked chaotic opto-RF oscillator”, Opt. Lett. 2016, hal-01333412]. Une partie de la thèse sera consacrée à l’étude de l’application possible de ce régime dynamique à la détection chaotique. On comparera des schémas expérimentaux variés, faisant appel à différentes sources, comme des lasers solides dopés aux terres rares, des lasers à fibre, ou encore des lasers à semi-conducteur. Ces études bénéficieront du parc laser et instrumental présent au laboratoire, ainsi que de l’expertise de l’équipe DOP concernant les oscillateurs lasers et la détection optique et microonde.
Ces applications possibles découlent de et sont couplées à des aspects plus fondamentaux. En effet, la transition au chaos dans les systèmes à retard peut donner lieu à des régimes dynamiques (oscillations de type “ondes carrées”, évènements extrêmes, etc.) dignes d’une étude approfondie. Selon l’avancement des travaux et les affinités du candidat, la thèse pourra être orientée plutôt vers les applications ou les aspects plus fondamentaux.

 
Mots-clés

laser, systèmes à retard, chaos optique, oscillateurs optoélectroniques, lidar

 
Contact

Marco ROMANELLI

 
Candidature

Toute candidature devra comporter les éléments suivants :
- Lettre de motivation
- CV détaillé
- Copie du diplôme de master ou équivalent
- Bulletins de notes des 2 dernières années
- Liste de publications s’il y a lieu
- Lettres de recommandation (x2)