Parcours Dispositifs Quantiques et Nanosystèmes

MASTER PHYSIQUE ET APPLICATIONS
2ème année
Parcours Dispositifs Quantiques et Nanosystèmes
Spécialité Nanosciences, Nanotechnologies
Proposition de stage 2008-2009
Laboratoire: MPQ
Directeur du laboratoire: Sylvie Rousset
Adresse:
Responsable(s) du stage: Stefano Barbieri
Téléphone: 01 57276218
e-mail: [email protected]
Title of the stage
Caractérisation d’un système de génération/détection Terahertz cohérent a partir
de lasers fs a 1550nm
Projet scientifique :
La gamme de fréquences dans l’infrarouge lointain qui s’étend entre l’optique et les micro-
ondes reste largement inexploitée en raison du coût élevé et des dimensions des sources utilisées
jusqu’à présent (lasers à gaz, systèmes pulsés basés sur des lasers Ti:S femto-seconde, lasers à électrons
libres). C’est le « gap Terahertz (THz) » qui fait référence au manque presque total de sources et
détecteurs à base de semiconducteurs. Ce gap s’étend de 1 à 10 THz environ (où 1 THz = 1012 Hz = 4.1
meV), soit de 300 à 30 m en terme de longueur d’ondes.
La technique de génération/détection THz plus répandue à présent se base sur des lasers femto-
seconde (fs) Ti:S ayant une longueur d’onde d’émission de 800nm. Cette technique permet de générer
des pulses de radiation THz sur une large bande spectrale, et de les détecter en éclairant avec le laser
Ti:S des dispositifs à base de Arseniure de Gallium (GaAs). Cette technique, dite « photoconductive »,
est une technique « cohérente », qui permet de mesurer l’amplitude du pulse de radiation en fonction du
temps. Les inconvénients principaux de cette technologie sont donnés par le prix très élevé de la source
laser et par ses dimensions, qui empêchent la réalisation d’un système compacte. Dans ce contexte
nous sommes a présent en train de réaliser un système de génération/détection de radiation THz à
partir d’un laser fs à fibre, ayant donc un spectre d’émission centré autour de 1550nm. Les lasers
à fibre constituent la dernière génération de sources cohérentes de radiation. Grâce au fait que le milieu
amplificateur se trouve directement a l’intérieur d’une fibre optique, la cavité optique est de dimensions
extrêmement réduites et les coûts de production sont sensiblement diminués par rapport a un laser Ti:S.
L’objectif de ce projet de stage sera de participer activement à l’optimisation du système
THz cohérent, en particulier d’en caractériser la performance en fonction de paramètres tels que
la puissance et la polarisation du laser, et des dimensions géométriques du photomelangeur utilisé
pour la génération THz.
Techniques utilisées : gating optique, generation non-lineaire
Qualités du candidat requises : Bon niveau de connaissance de l’optique et des semi-conducteurs.
Bonnes capacités pratiques et organisationnelles.
Possibilité de poursuivre en thèse ? Oui
Mode de financement éventuel ?