modélisation et caractérisation d’antennes nanométriques couplées à un guide optique pour la conception d’un spectromètre intégré

                                                   SUJET DE STAGE MASTER II

                            Modélisation et caractérisation d’antennes nanométriques couplées à
                              un guide optique pour la conception d’un spectromètre intégré

Nom du labo et contact (Nom et adresse mél) :
IMEP-LAHC, Alain Morand alain.morand@univ-grenoble-alpes.fr
IPAG, Guillermo Martin guillermo.martin@univ-grenoble-alpes.fr

Date début de stage (et durée) :
FEVRIER 2024 (5 mois)

Mots clés (5 max.):
Integrated optic, spectrometer, nanometric antenna

Résumé du sujet :
La réalisation d’un spectromètre intégré dans le proche infra-rouge peut permettre de  réaliser des capteurs pour l’analyse laser ou la détection de gaz spécifiques. Une solution est de réaliser un guide optique intégré enterré dans un substrat de verre fermé par un miroir. L’onde stationnaire générée dans le guide peut alors être échantillonnée via des  antennes nanométriques placées à proximité du guide. Ces antennes sont réalisées par un  partenaire (LHC de Saint-Etienne) par photo-ablation laser. Des antennes spécifiques proches des guides doivent être conçues pour rendre le signal le plus directif possible.
Le but est de modéliser ces antennes dans un premier temps pour optimiser les structures. Et dans un deuxième temps, l’étudiant aura la possibilité de caractériser des puces qui auront déjà été réalisées, notamment sur un banc optique permettant de caractériser des gaz (CO2,  CH4) à différentes concentrations.

Le projet consiste à :
Etudier le rayonnement d’antennes constitués d’une série de cylindres creux d’une centaine  de nanomètres de diamètres disposés à dans le champ évanescent d’un mode guidé dans l’axe transverse du guide. Le but est de trouver un arrangement permettant un rayonnement suffisamment directif pour illuminer seulement un pixel d’une caméra placée à proximité.
Pour cela, l’étudiant utilisera des outils numériques propres du laboratoire codés en Matlab ou en Python. Des outils numériques commerciaux sont aussi disponibles. Enfin, il aura la possibilité de caractériser des échantillons déjà réalisés pour comparer expérience et théorie en utilisant des bancs optiques appropriés permettant d’injecter la lumière dans des guides via une fibre optique et d’analyser le signal rayonné via une caméra collée à la puce
intégré.

Informations complémentaires :
5 mois de stage financé

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