MASTER RECHERCHE EEATS Spécialité Optique et

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MASTER RECHERCHE EEATS
Spécialité Optique et Radiofréquences
Année Universitaire 2010-2011
Responsable : Béatrice CABON
Secrétariat : [email protected]
Offres de stage : http://pfe3a.phelma.grenoble-inp.fr/
Responsables entreprise : [email protected]
Responsables projets : [email protected]
Site : http://phelma.grenoble-inp.fr/master-or
Inscriptions étrangers suivant la procédure ci-dessous:
http://www.grenoble-inp.fr/07451833/0/fiche___pagelibre/&RH=INP_FOR-
MASTER&RF=INP_FOR-MASTER
Programme des enseignements de l’échelon M3
TRONC COMMUN (9 ECTS)
TC1Î Optique et semiconducteurs (3 ECTS)
J.E. BROQUIN – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
20h de cours, filière PNS
Rappels physiques des semiconducteurs (Matériaux,
alliages, systèmes quantiques : propriétés de transport,
jonctions et hétérojonctions)
Propriétés optiques des matériaux semiconducteurs :
absorption d’une onde électromagnétique, recombinaisons
radiatives et non radiatives, rendement de luminescence
Electroluminescence et diodes électroluminescentes
Lasers à semiconducteurs
Photodétecteurs : photoconducteurs et photodiodes
TC2Î Lasers (3 ECTS)
I. SCHANEN – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
20h de cours, filière SMPB
Qu'est-ce qu'un laser ? - Bref historique - Originalité de la
lumière laser - Domaines d'applications
Interaction matière - rayonnement (Théorie
phénoménologique d'Einstein - Théorie microscopique
classique - Lois quantiques de l'interaction entre le
rayonnement monomode et un atome)
Amplification laser (Principe - Caractéristiques du
phénomène d'amplification laser - Source externe
d'amplification - Systèmes à trois et quatre niveaux -
Exemple de milieux amplificateurs laser)
Le résonateur optique et l'oscillation laser (Théorie
de l'oscillation laser - Caractéristiques de la
résonance : facteur de qualité Q, finesse F -
Caractéristiques du laser)
Cavités optiques et faisceaux lasers (Onde laser -
Faisceaux gaussiens - Propagation d'un faisceau
gaussien - Stabilité des cavités optiques
sphériques)
Régimes de fonctionnement des lasers (Lasers
continus - Equations dynamiques couplées d'une
cavité laser - Oscillation de relaxation dans les
lasers - Mode locking - Q-switch)
Principaux lasers (Lasers à semi-conducteur -
Lasers à gaz - Lasers à état solide)
Sécurité laser (Prévention - protection)
TC3Î Electromagnétisme guidé (3
ECTS)
A. VILCOT ; E.BANO
– (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
14h de cours et 6h TD, filière SEI
• Propriétés générales des systèmes de
transmission rectilignes uniformes
• Abaque de Smith
• Guides d'ondes rectangulaires
• Cavités électromagnétiques et résonateurs

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OPTION MICROONDES (21 ECTS)
Tous les cours sont dans la filière SEI.
M1Î Conception de circuits passifs
hyperfréquences et optoélectroniques
(3 ECTS)
J.D. ARNOULD – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
16h de cours
• Paramètres S,
• Microrubans, guides coplanaires,
• Filtres,
• Coupleurs,
• Fibres optiques comme système de transmission
M2Î Conception de circuits actifs
hyperfréquences et optoélectroniques
(4 ECTS)
B. CABON ; J. POETTE – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
18h de cours
6h de TD
• Amplificateurs
• Mélangeurs
• Oscillateurs
• Diodes Laser pour applications microondes
• MMIC
M3Î Intégrité du signal et Packaging
(2 ECTS)
T. PHU VUONG – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
8h de cours
4h de TD
• Couplage faible et fort entres lignes : diaphonie
• Emissivité et susceptibilités des circuits
• Modélisation des effets dus aux packaging
M4Î Antennes (4 ECTS)
F. PODEVIN, T. PHU VUONG – (Grenoble INP, IMEP-
LAHC)
16h de cours; 10h de TD
• Paramètres caractéristiques des antennes : diagramme
de rayonnement, directivité, ...
• Antennes filaires
• Groupement d'antennes
• Ouvertures rayonnantes
• Antennes microruban
• Antennes adaptatives
• Egalisation
M5Î Projet conception d'un émetteur
pour réseaux WiFi (6 ECTS)
Y. LE GUENNEC ; T. PHU VUONG – (Grenoble
INP, IMEP-LAHC)
76 h de TP
Simulation de l’impact de la réponse de
l’amplificateur sur la transmission de données
numériques sur fréquence porteuse RF, pour
plusieurs types de modulations/standards de
communications.
M6Î Travaux pratiques au LHOG
(2 ECTS)
A.VILCOT ; JD ARNOULD ; L. BASTARD –
(Grenoble INP, IMEP-LAHC)
16h de TP : 4 TP de 4h
• Antennes hyperfréquences.
• Mesure automatique de facteur de bruit.
• Etude de lignes d’interconnexion pour circuits
sub-nanosecondes par réflectométrie
temporelle
• Caractérisation de circuits microondes par
analyse vectorielle de réseaux

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OPTION OPTOELECTRONIQUE
(21 ECTS)
Tous les cours sont dans la filière PNS.
O1Î Traitement du signal optique (3 ECTS)
I . SCHANEN – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
16h de cours, 4h TD
Théorie générale de la diffraction
Diffraction de Fresnel
Diffraction de Fraunhofer
Propriétés des lentilles minces et description des
systèmes optiques
Transformée de Fourier et convolution optique
Filtrage linéaire et homogène
Notion de fréquence spatiale
Traitement du signal optique en éclairage cohérent et
incohérent
Synthèse de fibres optiques
Propriétés générales des hologrammes
Enregistrement et restitution de divers types
d’hologramme
O2Î Capteurs CMOS (3 ECTS)
B . GIFFARD– (CEA Leti )
16h de cours
Introduction et principes généraux
Technologie de réalisation
Les technologies CCD et CMOS
Procédé de fabrication CMOS ; les spécificités imageur
(dopages, siliciures, intercos,
oxydes de grilles)
Schémas de pixel CMOS standard 3T à diode avec
chronogramme
Autres schémas de pixels et technologies alternatives
Les performances et le bruit
Les sources de bruit : KTC, temporel, obscurité, bruit de
photons
Les performances : rapport S/B, dynamique, densité
spectrale de puissance
Le lien entre schéma pixel, stratégie lecture et
performances.
O3Î Photolithographie (2 ECTS)
I . IONICA – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
10h de cours
Lithographie : L’objectif de ce cours est de donner un
aperçu des techniques de Lithographie avancées,
tels qu’elles sont utilisés dans l’industrie aujourd’hui,
tels qu’elles le seront peut
être demain.
Lithographie Deep UV principe de base, Lithographie à
Immersion, conception et
optimisation des masques, effets de proximités,
résines.
Introduction aux nouvelles techniques de Litho
(EBEAM, Nano-imprint)
O4Î Optique non linéaire (4 ECTS)
B. BOULANGER (UJF, Institut Néel)
14h de cours, 6h TD
Introduction et définitions : polarisation,
susceptibilité électrique, équations de Maxwell
Aspects corpusculaires des: interactions à 3 et
4 photons
Susceptibilité électrique : dispersion en
longueur d’onde, symétries intrinsèques,
symétries due à la symétrie d’orientation
Calcul tensoriel de la polarisation : polarisations
du 1er et 2ème ordres
Rappels d’optique cristalline linéaire : équation
de propagation, surface des indices,
biréfringence, double réfraction, configuration
vectorielle des champs
Equations aux amplitudes en régime non
linéaire
Relations de Manley-Rowe
Hors accord de phase, accord de phase et
quasi-accord de phase
Acceptances angulaires, spectrale et thermique
Effets du walk-off spatial
Coefficient effectif
Les principales interactions de conversion de
fréquence : génération de second harmonique,
génération de tierce harmonique, fluorescence
paramétrique, amplification paramétrique,
oscillation paramétrique
Les principaux matériaux non linéaires :
comparaison, applications
O5Î Optique guidée (4 ECTS)
P. BENECH – (INPG, IMEP-LAHC)
14h de cours, 6h TD
Présentation de l’optique guidée, fibres
optiques et optique intégrée
Théorie des rayons, guides plans à saut et à
gradient d’indice, fibres optiques, étalement
d’impulsions, profil optimal
Théorie électromagnétique, notions de
modes, équations d’onde vectorielle
Guides à solution exacte
Guides plans symétriques, modes TE-TM,
équation de dispersion
Guides asymétriques, formalisme
Modes TE, TM, HE, EH dans une fibre
optique
Couplage par la tranche, intégrales de
recouvrement
Couplage par ondes évanescentes, prisme,
réseau, couplage entre guides voisins
Théorie des modes couplés
Pertes intrinsèques, pertes
électromagnétiques, pertes par diffusion,
adiabaticité
Composants passifs, fibres guides droits,
connecteurs
Jonctions X, jonction Y, diviseurs de
faisceaux, coupleurs
MUX-DMUX
Optique planaire

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Fibres à maintien de polarisation
Polariseurs, convertisseurs de polarisation
Composants actifs, modulateurs, commutateurs EO AO
OM
Amplificateurs optiques intégrés
Technologie d’élaboration des fibres, des guides
Connectique
Applications, critères de prix, de performances, de
marché, Classification des applications
Télécommunications longue distance, téléphonie,
réseaux locaux
Capteurs
Traitement du signal, modulation, analyse spectrale,
multiplexage
O6Î BE simulation optique guidée
(2 ECTS)
D. BUCCI – (Grenoble INP, IMEP-LAHC)
20 h de TP encadrées
4h non encadrées
Ces bureaux d'étude ont pour but de former à l'étude
d'un composant en optique intégrée, à l'aide du logiciel
de simulation OptiWave Opti-BPM.
Après la présentation des caractéristiques de la
méthode numérique utilisée (Beam Propagation
Method), les étudiants travailleront en groupes de deux
ou trois personnes pour réaliser un dimensionnement
simplifié d'un composant en optique intégrée
O7Î Travaux pratiques en optoélectronique
au PHOG et à l’Institut NEEL
(3 ECTS)
L. BASTARD ; B. BOULANGER & P. SEGONDS –
(Grenoble INP, IMEP-LAHC ; UJF- Institut Néel)
20h de TP
- TP1&2 : Optique non linéaire (8h)
- TP3 : Caractérisation de composants d'optique
intégrée monomode (4h)
- TP4 : Modulations de diodes lasers (4h)
- TP5 : Modulation de signaux numériques (4h)

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Programme des enseignements de l’échelon M4
Méthodologie de la recherche (6 ECTS)
1. Rapport d’ «Etude bibliographique » (3 ECTS)
Il est fait sur le sujet du stage. De longueur d’environ 8 à 10 pages, il est écrit en
Français sauf pour les étudiants non Francophones qui pourront l’écrire en Anglais s’ils le souhaitent.
Il suit les recommandations faites lors du cours « « méthodologie de la recherche ». Il comprend :
• D’abord, une liste de mots clés et de stratégies propres au stage ainsi que la problématique
de recherche soulevée par le stage.
• Ensuite un certain nombre d’articles de référence sera mentionné. Seuls 3 d’entre eux,
sélectionnés avec l’aide du tuteur de stage, feront l’objet d’un résumé des études et points clés essentiels
développés, en liaison avec la problématique du stage de recherche.
• Il sera enfin fait un lien entre les objectifs du stage et les résultats des 3 articles présentés.
Ce qu’on attend de novateur dans le stage par rapport à l’état de l’art sera présenté clairement.
La date limite de remise est de 6 semaines après le début du stage, la date de début figurant sur la convention
de stage (obligatoire). Par exemple, pour un stage débutant au 1er février, la date limite de remise est le 15
mars. Au-delà de cette date, la note ne pourra excéder 5 sur 20.
L’évaluation est confiée au tuteur du stage, ou à défaut au responsable de spécialité, qui note sur 20 ce
rapport bibliographique.
2. Article en Anglais (3 ECTS)
De longueur 3 pages, en recto/verso, son contenu résumera les résultats scientifiques essentiels du stage. La
façon de le construire sera présentée lors du cours de 3h « méthodologie de la recherche ».
Il respectera un format avec « template », qui comporte les instructions de présentation : ci-dessous le lien
sur un document WORD
http://www.ieee.org/portal/cms_docs_iportals/iportals/publications/journmag/transactions/TRANS-
JOUR.doc
Il devra être remis dans les mêmes délais que le rapport de stage et en même temps que celui ci, au tuteur et
au responsable de stage.
L’évaluation est confiée au tuteur du stage (ou le responsable du master s'il n'y a pas de tuteur) comme il en
est pour le rapport de stage, qui note sur 20 cet article.
3. Notation finale pour la validation des crédits ECTS.
La note sera la moyenne à part égale entre les 2 parties précédentes. La note finale de ce module sera
communiquée au service de scolarité du master par le tuteur de stage, 8 jours au moins avant le jury
d’échelon 4 du master (session de juin ou de septembre).
Anglais (3 ECTS)
Enseignement transversal commun aux filières de Phelma
Stage (21 ECTS)
Il peut avoir lieu dans un laboratoire ou dans l'industrie, à condition de présenter un fort contenu"recherche",
novateur par rapport à l’état de l’art et prospectif. Le stage doit être validé par le responsable du master ou
son associé . Le contenu recherche du stage doit être mis en évidence à la fois dans le rapport de stage et
dans la soutenance.