Caractérisation expérimentale d’un rayonnement Térahertz obtenu par battement de deux lasers intégrés

Sujet de stage de Master 2- projet de fin d’étude ingénieur
au laboratoire IMEP-LAHC – UMR 5130 CNRS

Caractérisation expérimentale d’un rayonnement Térahertz
obtenu par battement de deux lasers intégrés

CONTEXTE :
Depuis une vingtaine d’années, la recherche dans le domaine des ondes térahertz (1 THz = 1012 Hz ou λ= 300 μm) situé entre l’infra-rouge lointain et les radiofréquences a connu un essor très important touchant de nombreux domaines scientifiques. Cet intérêt croissant a permis l’émergence de nombreuses solutions technologiques parmi lesquelles la photonique et l’optoélectronique jouent un rôle important pour la réalisation de sources et de détecteurs THz, de systèmes de spectroscopie ou de transmission. Par exemple, les applications dans le domaine des télécommunications sont prometteuses puisque la transmission d’informations à un débit très élevé (> 100 Gbits/s) sur des fréquences porteuses à 300 GHz a été démontrée récemment. Aussi, cette technologie pourrait-elle être au coeur des futures télécommunications sans fil à très hautes performances. Un des enjeux dans ce domaine est d’assurer la compatibilité des technologies employées pour le THz avec celles utilisées dans les communications sur fibre optique ce qui favoriserait l’intégration de systèmes optiques/ THz.

ENJEUX :
Ce stage s’inscrit dans le cadre du projet LIGHT (Laser Intégrés sur verre pour la Génération Hyperfréquence et TéraHertz) qui vise à réaliser de nouvelles sources d’ondes THz compactes basées sur une technologie de lasers intégrés sur verre dopé Yb- Er émettant à 1550 nm et donc compatibles avec les télécommunications optiques. De par la grande stabilité thermique du substrat de verre et la grande durée de vie des photons intra cavité, les lasers intégrés sur verre offrent une largeur de raie spectrale meilleure que les diodes à semiconducteur habituellement utilisées. Ceci permet d’envisager des sources THz compactes, de faible coût, à forte cohérence temporelle qui permettraient le développement de nouvelles techniques de communications THz cohérentes.

SUJET :
Le travail de stage consiste à mettre en oeuvre plusieurs bancs de caractérisation du rayonnement THz obtenu par le battement des deux lasers et à les employer pour caractériser les sources développées dans le cadre du projet LIGHT. Le battement optique entre deux faisceaux laser émis à des longueurs d’onde différentes est transformé en rayonnement THz par un photo-détecteur à très hautes performances. Le signal THz est mis en forme et collimaté par des optiques puis mesuré par un détecteur d’intensité. Un premier banc de mesure permettra de caractériser la puissance THz émise en fonction des conditions d’utilisation des lasers. Le second banc permettra de remonter à la fréquence THz par interférométrie : plus précisément il s’agira de comparer les performances (rapport signal à bruit, dynamique, stabilité) de deux configurations expérimentales qui différent selon que l’interféromètre est réalisé à la longueur d’onde de 1550 nm ou bien dans le domaine THz.

Ce sujet présente une forte composante expérimentale, il concerne à la fois l’instrumentation, le domaine optique, l’optique intégrée et la métrologie de mesure.

Le stage aura lieu au laboratoire IMEP-LAHC (site du Bourget du Lac, Université Savoie Mont-Blanc) en collaboration avec l’équipe du laboratoire réalisant les lasers intégrés sur verre (site de Grenoble, UGA). Une poursuite en thèse est possible.

Merci d’envoyer un CV et une lettre de motivation accompagnés des derniers diplômes et résultats académiques à l’encadrant du stage.
Responsable : J.- F. ROUX, IMEP-LAHC, tél. 04 79 75 87 55 (jean-francois.roux@univ-smb.fr)
Lieu du stage : IMEP-LAHC.
Indemnité de stage : environ 500 €/mois pendant la durée du stage (5 mois).

Domaine de compétence recherchés candidats :
Optique, Optoélectronique, Electromagnétisme, Instrumentation

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