Thèse Source d'Impulsions Ultra-Brèves pour l'Étude de la Chiralité H/F - Doctorat.Gouv.Fr
- CDD
- Doctorat.Gouv.Fr
Les missions du poste
Établissement : Université Paris-Saclay GS Physique École doctorale : Ondes et Matière Laboratoire de recherche : Laboratoire Charles Fabry Direction de la thèse : Marc HANNA ORCID 0000000274633113 Début de la thèse : 2026-11-09 Date limite de candidature : 2026-09-25T23:59:59 Contexte
Le groupe « Lasers » du Laboratoire Charles Fabry (LCF) est largement reconnu comme un acteur majeur de la recherche sur les systèmes laser ultrarapides de nouvelle génération, notamment grâce à l'utilisation de processus d'optique non linéaire pour adapter les impulsions de sortie à diverses applications de spectroscopie ultrarapide. Amplitude est un leader mondial dans la conception, la fabrication et la commercialisation de lasers nanosecondes et de sources ultrarapides - basés sur des technologies Ti:Sa et dopées à l'ytterbium (Yb) - destinés aux secteurs industriel, médical et scientifique. Le projet proposé s'inscrit dans le cadre d'un laboratoire commun entre le LCF et l'entreprise française Amplitude (https://www.lcf.institutoptique.fr/groupes/lasers/labo-commun).
Ce projet de thèse s'inscrit dans le réseau doctoral TRILOGY, financé par le programme européen Horizon Europe (https://cordis.europa.eu/project/id/101226887). TRILOGY réunit 11 institutions européennes de premier plan pour former 16 doctorants à la pointe de la théorie et de l'expérimentation en science ultrarapide. Le programme offre un environnement interdisciplinaire unique et dote les chercheurs de compétences couvrant la physique fondamentale, le développement technologique et le monde industriel.
Description
Les lasers femtoseconde ont révolutionné la physique au cours des 40 dernières années, ouvrant la voie à une multitude d'applications. Parmi eux, les lasers dopés à l'ytterbium (Yb) ont permis d'atteindre des régimes de haute énergie et de haute puissance, favorisant leur large utilisation dans les domaines industriel et scientifique. La durée des impulsions de sortie est limitée à quelques centaines de femtosecondes par la bande passante de gain du milieu. Or, pour un nombre croissant d'applications, telles que la science attoseconde, il est nécessaire d'accéder au régime d'impulsions à « quelques cycles » (durée inférieure à 10 fs) à diverses longueurs d'onde centrales. Pour y parvenir, des stratégies de compression temporelle non linéaire et de conversion de fréquence ont été mises en oeuvre.
Une approche récemment fructueuse pour générer des impulsions ultracourtes et accordables dans l'ultraviolet (UV) consiste à exploiter le phénomène d'émission d'ondes dispersives résonantes (RDW) dans des capillaires remplis de gaz. Ce mécanisme nécessite d'être piloté par des impulsions courtes, obtenues dans notre cas par post-compression dans des cellules à passages multiples. Au cours de la thèse, le candidat étudiera la génération de RDW à haut taux de répétition dans diverses configurations. En effet, bien que ce phénomène joue déjà un rôle important dans le domaine de l'optique ultrarapide, certains aspects de la physique de la propagation non-linéaire sont encore mal compris. Parmi les problèmes en suspens, citons :
- la compréhension des limitations en ce qui concerne la montée en cadence de ces sources. Il semble que les effets cumulatifs de l'ionisation mènent à un compromis entre cadence maximale et longueur d'onde minimale atteignable, mais très peu de littérature existe à ce sujet, bien que ce soit un enjeu important actuellement.
- la compréhension détaillée de la propagation lorsque l'état de polarisation de l'impulsion pompe en entrée n'est pas un simple état linéaire. Ceci pourrait mener à la possibilité de générer des états de polarisation arbitraires directement dans l'UV lointain.
- La caractérisation temporelle des impulsions dans l'UV. Nous envisageons en particulier d'utiliser une méthode récemment développée dénommée FROST pour Frequency-Resolved Optical Switching.
- Les propriétés de bruit des impulsions UV sont également très peu étudiées.
Cf sujet ci-dessus Cf sujet ci-dessus
Le groupe « Lasers » du Laboratoire Charles Fabry (LCF) est largement reconnu comme un acteur majeur de la recherche sur les systèmes laser ultrarapides de nouvelle génération, notamment grâce à l'utilisation de processus d'optique non linéaire pour adapter les impulsions de sortie à diverses applications de spectroscopie ultrarapide. Amplitude est un leader mondial dans la conception, la fabrication et la commercialisation de lasers nanosecondes et de sources ultrarapides - basés sur des technologies Ti:Sa et dopées à l'ytterbium (Yb) - destinés aux secteurs industriel, médical et scientifique. Le projet proposé s'inscrit dans le cadre d'un laboratoire commun entre le LCF et l'entreprise française Amplitude (https://www.lcf.institutoptique.fr/groupes/lasers/labo-commun).
Ce projet de thèse s'inscrit dans le réseau doctoral TRILOGY, financé par le programme européen Horizon Europe (https://cordis.europa.eu/project/id/101226887). TRILOGY réunit 11 institutions européennes de premier plan pour former 16 doctorants à la pointe de la théorie et de l'expérimentation en science ultrarapide. Le programme offre un environnement interdisciplinaire unique et dote les chercheurs de compétences couvrant la physique fondamentale, le développement technologique et le monde industriel.
Description
Les lasers femtoseconde ont révolutionné la physique au cours des 40 dernières années, ouvrant la voie à une multitude d'applications. Parmi eux, les lasers dopés à l'ytterbium (Yb) ont permis d'atteindre des régimes de haute énergie et de haute puissance, favorisant leur large utilisation dans les domaines industriel et scientifique. La durée des impulsions de sortie est limitée à quelques centaines de femtosecondes par la bande passante de gain du milieu. Or, pour un nombre croissant d'applications, telles que la science attoseconde, il est nécessaire d'accéder au régime d'impulsions à « quelques cycles » (durée inférieure à 10 fs) à diverses longueurs d'onde centrales. Pour y parvenir, des stratégies de compression temporelle non linéaire et de conversion de fréquence ont été mises en oeuvre.
Une approche récemment fructueuse pour générer des impulsions ultracourtes et accordables dans l'ultraviolet (UV) consiste à exploiter le phénomène d'émission d'ondes dispersives résonantes (RDW) dans des capillaires remplis de gaz. Ce mécanisme nécessite d'être piloté par des impulsions courtes, obtenues dans notre cas par post-compression dans des cellules à passages multiples. Au cours de la thèse, le candidat étudiera la génération de RDW à haut taux de répétition dans diverses configurations. En effet, bien que ce phénomène joue déjà un rôle important dans le domaine de l'optique ultrarapide, certains aspects de la physique de la propagation non-linéaire sont encore mal compris. Parmi les problèmes en suspens, citons :
- la compréhension des limitations en ce qui concerne la montée en cadence de ces sources. Il semble que les effets cumulatifs de l'ionisation mènent à un compromis entre cadence maximale et longueur d'onde minimale atteignable, mais très peu de littérature existe à ce sujet, bien que ce soit un enjeu important actuellement.
- la compréhension détaillée de la propagation lorsque l'état de polarisation de l'impulsion pompe en entrée n'est pas un simple état linéaire. Ceci pourrait mener à la possibilité de générer des états de polarisation arbitraires directement dans l'UV lointain.
- La caractérisation temporelle des impulsions dans l'UV. Nous envisageons en particulier d'utiliser une méthode récemment développée dénommée FROST pour Frequency-Resolved Optical Switching.
- Les propriétés de bruit des impulsions UV sont également très peu étudiées.
Cf sujet ci-dessus Cf sujet ci-dessus
Le profil recherché
Les travaux envisagés sont essentiellement expérimentaux et nécessitent une bonne compréhension des principes et technologies propres aux systèmes femtoseconde : physique des lasers, optique ultrarapide et non linéaire, techniques de caractérisation d'impulsions courtes, etc.
Le candidat doit être titulaire d'un Master (ou équivalent) en physique et justifier d'un excellent parcours universitaire. Les candidats doivent satisfaire aux exigences de mobilité transnationale du programme : ils ne doivent pas avoir résidé ni exercé leur activité principale (travail, études, etc.) en France pendant plus de 12 mois au cours des 36 mois précédant immédiatement la date de recrutement.
Au moment du recrutement, les candidats ne doivent pas encore être titulaires d'un doctorat. Les candidats ayant déjà soutenu leur thèse mais n'ayant pas encore officiellement obtenu le diplôme ne sont pas éligibles.
Le candidat doit être titulaire d'un Master (ou équivalent) en physique et justifier d'un excellent parcours universitaire. Les candidats doivent satisfaire aux exigences de mobilité transnationale du programme : ils ne doivent pas avoir résidé ni exercé leur activité principale (travail, études, etc.) en France pendant plus de 12 mois au cours des 36 mois précédant immédiatement la date de recrutement.
Au moment du recrutement, les candidats ne doivent pas encore être titulaires d'un doctorat. Les candidats ayant déjà soutenu leur thèse mais n'ayant pas encore officiellement obtenu le diplôme ne sont pas éligibles.