Offre de thèse
Systèmes optiques robustes analogues à des dynamiques quantiques
Date limite de candidature
31-03-2024
Date de début de contrat
01-10-2024
Directeur de thèse
MONTEMEZZANI Germano
Encadrement
La thèse se déroulera dans les locaux du LMOPS à Metz avec un suivi régulier et quasi-quotidien par les encadrants.
Type de contrat
école doctorale
équipe
Equipe 2 : Photoniquecontexte
La dynamique quantique de niveaux atomiques discrets couplés possède des analogies importantes avec différents systèmes en optique classique, tels que le couplage d'ondes en optiques guidées ou en optique non linéaire, ou encore la manipulation de la polarisation lumineuse. Nos précédents travaux concernant l'étude de systèmes robustes en photonique par analogies quantiques ont montré le très fort potentiel de cette approche pour concevoir des structures larges bandes avec une tolérance accrue à la variation des paramètres expérimentaux [1-6]. Nous souhaitons les poursuivre en nous concentrant dans cette thèse sur les analogies avec des systèmes non réciproques (inversion temporelle brisée) ou non Hermitiens (systèmes ouverts avec dissipation et/ou gain) [7,8].spécialité
Physiquelaboratoire
LMOPS - Laboratoire Matériaux Optiques, Photonique et Systèmes
Mots clés
analogies optique-quantique, photonique robuste, systèmes non Hermitiens, systèmes non réciproques
Détail de l'offre
La dynamique quantique de niveaux atomiques discrets couplés possède des analogies importantes avec différents systèmes en optique classique, tels que le couplage d'ondes en optiques guidées et en optique non linéaire, ou encore la manipulation de la polarisation lumineuse.
Nos précédents travaux concernant l'étude de systèmes robustes en photonique par analogies quantiques ont montré le très fort potentiel de cette approche pour concevoir des structures larges bandes avec une tolérance accrue à la variation des paramètres expérimentaux [1-6]. Nous souhaitons les poursuivre en nous concentrant dans cette thèse sur les analogies avec des systèmes non réciproques (inversion temporelle brisée) ou non Hermitiens (systèmes ouverts avec dissipation et/ou gain) [7,8].
Dans ce contexte, et fort de notre expérience acquise, nous souhaitons dans cette thèse proposer et démontrer de nouveaux composants photoniques robustes pour contrôler et manipuler la lumière. Les domaines d'études porteront sur l'optique guidée, l'optique de polarisation ou la conversion de fréquences en optique non linéaire. Le travail comportera des études théoriques et des modélisations numériques des différents systèmes envisagés, puis des réalisations expérimentales pour certains.
Keywords
quantum-optical analogies, robust photonics, non Hermitian systems, non reciprocal systems
Subject details
The quantum population dynamics among discrete coupled quantum levels is formally analogous to various systems in classical optics, such as coupled optical waveguides, frequency conversion in nonlinear optics, or the transformation of the polarization state of light. Our previous works have shown that theses analogies can lead to various broadband and robust photonics systems, with high tolerance to system parameter variations [1-6]. During this PhD thesis, we will continue these activities by focusing on the analogies with non-reciprocal systems (broken time reversal symmetry) or non-Hermitian systems (open systems with dissipations and/or gain) [7,8]. In this context, the successful candidate will propose and demonstrate new robust photonic components to control and manipulate light in the framework of guided optics, polarization optics or nonlinear optical frequency conversion. These studies will include theoretical and numerical modeling, followed by experimental demonstrations for some of the studied systems.
Profil du candidat
Le/la candidat(e) devra posséder un bagage très solide en physique théorique et en optique, en particulier en optique guidée et optique non linéaire, ainsi que des capacités expérimentales vérifiées sur un banc optique. De préférence le/la candidate sera issu(e) d'un master dans le domaine de la physique avec spécialisation en optique/photonique.
Les candidatures doivent inclure un CV, une lettre de motivation, un relevé de notes complets de vos études supérieures, incluant si elles sont déjà disponibles une copie du diplôme de master ou équivalent.
Candidate profile
Preferably a master's degree in physics with specialization in optics and photonics. Solid knowledge in optics with focus on guided and nonlinear optics as well as in theoretical physics. Verified experimental skills on the optical bench.
Applications must include a curriculum vitae, a motivation letter, a copy of the master diploma (or equivalent), and an academic transcript.
Référence biblio
[1] H. Oukraou et al., Phys. Rev. A 95, 023811 (2017).
[2] H. Oukraou et al., Phys. Rev. A 97, 023811 (2018).
[3] R. Alrifai et al., Phys. Rev. A 100, 063841 (2019).
[4] M. Al-Mahmoud et al., Phys. Rev. Appl. 13, 014048 (2020).
[5] R. Alrifai et al., Phys. Rev. A 103, (2021).
[6] M. Al-Mahmoud et al., J. Phys. B At. Mol. Opt. Phys. 55, 184005 (2022).
[7] D. Jalas et al., Nat. Photonics 7, 579–582 (2013).
[8] Ş. K. Özdemir et al., Nat. Mater. 18, 8 (2019).