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Dynamique des lasers, Optique-hyperfréquence, Polarimétrie, terahertz, imagerie (DOP)

 

responsable François BONDU

Les thématiques clés de l’équipe Foton-DOP sont : les oscillateurs lasers, l’optique hyperfréquence et teraHertz pour la métrologie, les senseurs interférométriques, l’imagerie avancée et la photonique intégrée. Nos études visent à approfondir les connaissances fondamentales sur la lumière et son interaction avec la matière et à développer des applications innovantes (sources laser, oscillateurs, capteurs, systèmes d’imagerie, etc.) en collaboration avec des acteurs industriels. Ces activités s’appuient sur des expériences menées au laboratoire avec un parc important de systèmes optiques et lasers (lasers à solides, lasers à semi-conducteurs, lasers femto-secondes, etc.).

Les activités scientifiques de l’équipe Foton-DOP s’intègrent principalement dans les axes transverses suivants de l’Institut Foton :

et se structurent au sein de l’équipe selon les thèmes de recherche suivants :

 

• Dynamique des lasers

Les recherches menées sur les lasers solides pompés par diodes s’intéressent à la dynamique de ces oscillateurs lasers en présence d’effets vectoriels (laser bi-fréquences en particulier) et d’effets transverses inédits. Cette thématique de recherche porte également sur l’étude du bruit et des couplages dans les lasers faible bruit classe A, et la réalisation d’une nouvelle classe de lasers faible bruit par l’utilisation de non-linéarités intra-cavité (...)

 

• Optique hyperfréquence

Cette thématique de recherche vise à développer des sources laser bi-fréquences à 780 nm, 1064 nm et 1550 nm pour la génération d’ondes hyperfréquences et la réalisation d’oscillateurs optoélectroniques. Il vise aussi à concevoir des stratégies performantes de stabilisation du battement hyperfréquence pour des applications de déport d’horloge par voie optique et de métrologie. Par ailleurs, les recherches menées portent sur l’optimisation des liaisons optique-hyperfréquence pour la distribution et le traitement de signaux sur porteuse optique, et l’adressage d’antennes par traitement optique du signal (...)

 

• TeraHertz et métrologie

L’objectif de cette thématique de recherche est de proposer des moyens optiques permettant de générer des références de fréquences de très grande pureté spectrale dans la gamme teraHertz, avec une stabilité de fréquence record. Les applications de ce type de références sont la spectroscopie teraHertz ultra-résolue, la métrologie teraHertz, et la détection teraHertz hétérodyne à température ambiante (...)

 

• Senseurs et interactions fondamentales

Ce thème de recherche vise à développer des instruments de mesure interférométriques de très grande sensibilité (Michelson, Fabry-Perot, Sagnac, …) pour mesurer des effets physiques petits ou encore mal connus. Parmi les développements récents, la conception d’un interféromètre de Sagnac fibré en anneau ouvre la voie à la mesure d’effets non réciproques statiques ou temporels (effet magnéto-chiral, effet Fermi, …). L’influence de biréfringences intra-cavités distribuées sur la fonction de transmission de cavités résonnantes fait également l’objet d’investigations théoriques, en particulier pour l’optimisation des cavités de l’interféromètre VIRGO (...)

 

• Imagerie avancée

Nous étudions et optimisons des techniques d’imagerie polarimétrique non conventionnelle et d’imagerie de photons balistiques à travers les milieux diffusants. Les instruments et les traitements du signal/image que nous développons pour mettre en œuvre ces techniques reposent sur la prise en compte de la physique de l’image. Ils fournissent les outils nécessaires pour mieux comprendre l’interaction de la lumière avec la matière, notamment biologique (...)

 

• Matériaux émergents et nanostructures pour la photonique

Cette thématique de recherche porte sur l’étude de la physique de la photonique intégrée aux dimensions microniques et nanométriques. Les travaux menés au sein de l’équipe Foton-DOP vont de la compréhension théorique du guidage optique à ces échelles, jusqu’à la caractérisation des structures polymère conçues et réalisées au laboratoire (guides d’ondes sub-longueur d’onde par nanostructures 1D en polymère) (...)

 

Organisation

L’équipe Foton-DOP comprend six enseignant-chercheurs, un directeur de recherche CNRS, ainsi qu’un ingénieur de recherche CNRS. Elle s’appuie en outre sur un atelier technique de support à la recherche multicompétences (électronique, instrumentation, optique, mécanique, informatique…) composé de quatre personnels techniques de l’Université de Rennes 1 assurant la conception et la réalisation des développements instrumentaux originaux mis en œuvre au sein de l’équipe Foton-DOP.

L’équipe accueille en moyenne cinq doctorants et un ou deux chercheurs CDD s’impliquant sur les différentes thématiques de recherche. Une dizaine de stagiaires par an, provenant de filières diverses (écoles d’ingénieurs, étudiants en licence ou master universitaire,…), vient renforcer l’effectif de l’équipe.

L’équipe Foton-DOP s’implique dans de nombreux contrats de recherche publics (ANR, ASTRID,…) et industriels, en lien avec des partenaires (académiques et privés) français ou internationaux. Les enseignants-chercheurs et les chercheurs de l’équipe contribuent activement à la formation de pointe en photonique, à travers des enseignements de physique de l’UFR SPM, des cursus d’ingénierie (ESIR, CMI « Physique & Instrumentation ») et à travers le Master Photonique à dimension régionale.