Lieu du Projet : Institut FEMTO-ST/Equipe d`Optique non

Lieu du Projet : Institut FEMTO-ST/Equipe d’Optique non linéaire - Université de Franche-
Comté/ UMR CNRS
Titre de la thèse : étude et applications des microfibres optiques pour les télécommunications
et l’environnement
Encadrants : Kien Phan Huy, Jean-Charles Beugnot et Thibaut Sylvestre (HDR)
En confinant de la lumière dans des microfils optiques de verre, 50 fois plus fins qu’un cheveu (ou
100 fois plus fins qu’une fibre optique standard), nous avons observés un nouveau mode de
diffusion de la lumière induite par des ondes de surface dans des microfibres optiques [1]. Ces
microfils sont des fibres optiques effilées de diamètre final proche voire inférieur au micromètre
dans lesquels la lumière est extrêmement confinée. Ce confinement extrême, sur des dimensions
inférieures à la longueur d’onde optique, permet à la lumière en se propageant de faire vibrer de
manière infime le fil, déplaçant la matière de quelques nanomètres. Cette déformation se manifeste
par une onde acoustique qui se déplace à 3400 m/s sur la surface de la microfibre et diffuse en
retour la lumière avec un décalage en fréquence de quelque GHz. Ces ondes acoustiques de surface
ainsi générées sont très sensibles aux facteurs environnementaux, tels que la température, la
pression ou le gaz ambiant. Cette découverte ouvre ainsi la voie à la conception de capteurs opto-
acoustiques très sensibles et très compacts pour l’industrie et l’environnement.
L’objectif de cette thèse de doctorat est de concevoir et fabriquer des nouvelles microfibres de
tailles micrométrique et nanométrique à l’Institut FEMTO-ST et de développer sur la base de ce
nouveau type de diffusion des capteurs opto-acoustiques innovants et ultra-sensibles. Nous visons
également sur le plus long terme des applications pour les télécommunications (filtrage, délais,
mémoire optique) et des capteurs pour la sécurité environnementale (détecteur de particules
toxiques, capteur de gaz) ou pour la biologie (détection de bio-molécules).
Cette thèse multidisciplinaire sera à l’interface entre la photonique, l’acoustique, l’électronique et
les micro-nanotechnologies. Elle nécessite par conséquent l’exploitation et la mise en place d’une
nouvelle plateforme expérimentale dédiée à la fabrication et à l’étude des microfils optiques. Ce
projet sera réalisé en partenariat avec l’Institut d’Optique à Palaiseau, et l’Ecole Polytechnique
Fédérale de Lausanne.
Nous recherchons pour cette thèse un(e) étudiant(e) ayant des connaissances dans le domaine
de la photonique et du traitement du signal et intéressé(e) par les fibres optiques. Le
financement de cette thèse est assuré.
[1] J.-C. Beugnot, S. Lebrun, G. Pauliat, H. Maillotte, V. Laude, et T. Sylvestre, « Brillouin light scattering from
surface acoustic waves in a subwavelength-diameter optical fibre », Nature Communications, vol. 5, n° 5242, oct. 2014.