Laboratoire de Photonique et de Nanostructures
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Propositions de Stages, Thèses et Post-docs
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Propositions de Stages

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Puce Post-doctorats

Puce Thèses

Puce Stages

Puce      Master 2

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Voici la liste des propositions de stages. Vous pouvez aussi consulter la liste des stages en cours et des stages passés.

Puce Post-doctorats


  • Nano-optomechanics for time-frequency metrology and microwave photonics : Towards an optomechanically-driven microwave oscillator

  • Contact : R. Braive
    Groupe : NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)
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    Recent advances in nanophotonics have enabled co-design of mechanical and optical resonances in the same device, opening the way to optomechanics experiments at nanoscale. A notable contribution that has come out of this area, is the manifestation of parametric instability, resulting in mechanical amplification and thereby oscillation of the mechanical mode driven purely optically. This ability to achieve self-sustained oscillation with no need for feedback electronics makes optomechanical oscillators compelling for on-chip applications such as microwave clocks, in which directed light energy from a laser is available to fuel the oscillation. In this project, the photonic clock architecture will rely on an integrated high-quality optomechanical nanoresonator, in order to achieve very stable oscillation in the GHz range, where the lack of good quality and miniaturized sources is a severe issue. Thanks to the strong reduction of the oscillator dimensions down to nanoscale, the resonator will sustain mechanical modes strongly coupled to light up to 3-5 GHz, directly at the operating frequency of interest for optoelectronic microwave oscillators and metrology applications. One main issue is the stability of the oscillator's output, as gauged over short time spans by its phase noise. Stabilization will be achieved by implementing on-chip optoelectronic loops, exploiting either an optical or acoustic control of mechanical motion along different schemes including locking on a reference frequency or self-injection locking. This project will be carried out in strong collaboration with Thales-RT for the specifications of the devices and their phase noise measurements .
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Puce Thèses


  • Dynamique non-linéaire et synchronisation de résonateurs nano-optomécaniques

  • Contact : R. Braive
    Groupe : NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)
    En savoir plus
    Optomechanics explores the interaction between electromagnetic radiation and nano- or micromechanical motion. This interaction allows for a mutual control between light and mechanics. In order to enhance such interaction, one strategy consists in decreasing the mass of the oscillator whose dimensions can now be reduced down to nanoscale. The optomechanical interaction allows now for reading but also tailoring, via the optical force, the motion of mechanical oscillators such as suspended nanobeams or nanomembranes. At the crossroad between nanophotonics and nanomechanics, the objective of the PhD work is to achieve synchronization in a fully integrated nano-optomechanical platform for time/frequency metrology. The optomechanical platform will consist in photonic crystal resonators sustaining optical and mechanical modes, coupled via an integrated optical waveguide. After processing of the device under study in the laboratory's clean rooms, observation of mechanical self-oscillations will open the way to the implementation of synchronization processes along different schemes (synchronization to an external drive via injection locking and then between spatially-separated resonators via the optical waveguide). The PhD work will involve numerical simulation, nanofabrication and advanced optical measurements.
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Puce Stages

Master 2


  • Surface influence on nanoswimmers behavior

  • Niveau : Master2
    Contact :
    Groupe :
    En savoir plus
    Skills needed: Background in electromagnetism and control, programing skill, basic electronic skill. Background in numerical simulation is an asset. Background: Making robotics at micro scale is made by very simple design. One way of doing this is to use magnetic particle that can be controlled with external electromagnet. We recently designed and fabricated such robot using 3D lithography and used metallic deposition to make the particles controllable with homogeneous magnetic field (see Figure). This design enabled us to move them with several types of motions. Two of theses motions (rolling and spintop) use the surface friction to propel the robot in desired directions. We experimentally observed that the surface material has an influence on theses motions. Goal: The goal of the internship is to make quantitative measurements of the robot behaviors on different surfaces in order to understand which parameters have an influence on the robot motion thus to build a satisfactory model of such interaction. Schedule: Month 1-2 : Building of the new experimental setup and guided bibliography work to get a good understanding of the subject. Month 3-4 : Experimental study. Month 4-6 : Analysis of the experiment, model building and report writing.

  • Nanostructured optical waveguide array for hybrid isolator on silicon

  • Niveau : Master2
    Contact : A. Talneau , G. Patriarche
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)
                Elaboration et Physique des Structures Epitaxiées (ELPHYSE)
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    Silicon will be the future of integrated photonics. Garnet should be associated to Si to provide integrated optical isolation. LPN has developed an oxide-free bonding technique [1] of both materials that enables preserving any structuration included in the silicon waveguide. Such a nanostructuration is a very versatile tool for designing tailored structures dedicated to advanced optical functions. The internship aims at studying specific design for optical isolators. Commercial simulation tools ( COMSOL for modal analysis and LUMERICAL for 3D FDTD propagation analysis) will be used to fix the geometrical parameters of the waveguide array. LPN has large clean room facilities where such nanostructured devices are fabricated [2-3] . Devices will be produced, firstly on SOI to validate the design and then garnet hybrid integrated devices will be fabricated to validate the isolator operation. Measurements will be performed on an end-fire set-up in LPN in collaboration with Alcatel Lucent III-V Lab, partner of the national project ANR COHEDIO. http://www.lpn.cnrs.fr/en/GOSS/Projets/ANR_COHEDIO/ The student intern may acquire knowledge in device simulation, clean-room nano-fabrication techniques and experimental optics. [1] K.Pantzas et al., PD-2-We-D2-4, IPRM 2014 [2] A.Talneau et al., Appl. Phys. Lett.,103,081901 (2013) [3] C. Pang, H. Benisty, M. Besbes, X. Pommarede, A. Talneau, J. Lightwave Technol. 32, 1048 (2014)

  • Towards hybrid III-V on Silicon optical amplifier

  • Niveau : Master2
    Contact : A. Talneau , G. Patriarche
    Groupe : Groupe d'Optique des Structures Semi-conductrices (GOSS)
                Elaboration et Physique des Structures Epitaxiées (ELPHYSE)
    En savoir plus
    Silicon will be the future of integrated photonics. III-V materials should be associated to Si to provide efficient emission or amplification in the 1.55µm Telecom domain. LPN has developed an oxide-free bonding technique [1] that associate both materials while preserving any structuration included in the silicon waveguide. Such a nanostructuration is a very versatile tool for designing tailored structures dedicated to advanced optical functions. The internship aims at studying optimization of heteroepitaxial bonding, characterization of the bonding energy by nanoindentation and AFM measurements [2] , and demonstration of electrical injection across the hybrid interface. Such an injection scheme should greatly improve the thermal budget of the hybrid device on SOI. LPN has large clean room facility where technology is developed and devices are fabricated. The student will be involved in both technology and characterization. According to her/his skills, thermal simulation behaviour using the commercial COMSOL tool will be investigated, for determination of optimized geometrical parameters of the electrodes. This work is undertaken in the framework of the national COHEDIO project http://www.lpn.cnrs.fr/en/GOSS/Projets/ANR_COHEDIO/ The student intern may acquire knowledge in device simulation, clean-room nano-fabrication techniques and experimental characterization. [1] A.Talneau et al., Appl. Phys. Lett.,102,212101 (2013) [2] K.Pantzas et al., Appl. Phys. Lett.,103,081901 (2013)

  • Emetteurs ultra-violet (λ ~300 nm) à semiconducteurs dans une configuration d’émission par la surface en microcavité verticale étendue. (UV-VECSEL)

  • Niveau : Master2
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Disposistifs Photoniques (PHODEV)
    En savoir plus
    Durée: 3 mois minimum -période : Mars 2016 - Novembre 2016
    Le sujet est à dominante expérimentale et micro-nanotechnologies salle blanche.
    CONTEXTE :
    Les laboratoires LPN, UMI-GT (Metz) et Institut Pascal (Clermont-Ferrand) collaborent pour développer des sources optiques UV (λ ~300 nm) en semiconducteur dans une configuration d’émission par la surface en microcavité verticale de type VCSEL (vertical-cavitty-surface-emitting laser). A l’heure actuelle, la plus courte longueur d’onde atteinte avec un VCSEL se situe autour de λ ~400 nm. Le LPN, l’UMI-Metz et l’Institut Pascal ont mis au point des structures actives AlGaN/AlGaN épitaxiées sur saphir (0001) émettant dans le domaine de longueur d’onde 280 nm - 340 nm. Pour tester optiquement ces structures, le LPN a proposé une configuration en cavité étendue dans le substrat de saphir, qui permet de réaliser les deux miroirs de cavité hautement réfléchissants (ou réflecteurs de Bragg – DBR) après l’épitaxie de la couche active. Dans une configuration à émission verticale le gain maximum par passage est de quelques %, et les pertes totales de cavité doivent être maintenues à ce niveau pour atteindre le seuil laser. La configuration choisie de type plan-concave garantit en principe cette condition. Le LPN a développé une technologie de microlentilles de rayon de courbure adapté, transférées dans le saphir après amincissement et polissage de la face arrière du substrat.
    OBJECTIFS DU STAGE :
    Le/la stagiaire fabriquera en salle blanche et caractérisera de tels émetteurs UV (λ ~300 nm) Il/elle optimisera et intégrera des microlentilles aux structures actives à multipuits quantiques AlGaN/AlGaN sur saphir réalisées par l’UMI-Metz. Il/elle pourra etre amené(e) à optimiser l’étape de polissage du saphir si cela s’avère nécessaire. Il/elle déposera des DBRs diélectriques. Il/elle mesurera les facteurs de qualité et les pertes des cavités réalisées et comparera ces valeurs à des modèles (matrice de transfert), et aux pertes des cavités plan-plan. Il caractérisera le temps de vie des structures actives par TR-CL. Suivant les résultats obtenus il/elle pourra être amené(e) à voyager à l’Institut Pascal pour participer au test des dispositifs sous pompage optique pulsé à basse température.

  • Emetteurs GaN pour l’imagerie biologique : réalisation de substrats actifs à base de GaN/InGaN pour l’excitation localisée de biomolécules

  • Niveau : Master2
    Contact : A. Giacomotti , S. Bouchoule , A. Cattoni
    Groupe : NanoPhotonIQ (NanoPhotonIQ)
                Disposistifs Photoniques (PHODEV)
    En savoir plus
    Démarrage souhaité : Mars 2016.
    Durée de stage souhaitée : 4 à 6 mois.
    Contact : Alejandro Giacomotti, Sophie Bouchoule, Andrea Cattoni (LPN)
    CONTEXTE
    L’objectif de ce travail est la réalisation et l’étude de substrats actifs nano-structurés à base de nitrure de gallium (GaN/InGaN) pour l’excitation localisée de biomolécules, notamment la protéine fluorescente verte (GFP- Green fluorescent protein). La GFP est couramment utilisée en tant que marqueur en microscopie de fluorescence, l’une des principales techniques d’imagerie biologique.
    L’intégration de nano-émetteurs localisés en surface d’un substrat, combinée à la nanostructuration du matériau pour le confinement spatial de l’émission, permet d'exalter localement l'excitation des marqueurs fluorescents, et améliorerait ainsi la résolution spatiale de la technique d’imagerie. Les structures envisagées sont de type « cristal photonique » opérant à des longueur d’onde dans la gamme du visible (λ~450 nm). Des réseaux périodiques de trous (diamètre ~60 nm, période ~110 nm) en couche mince de GaN/InGaN sur substrat transparent dans le visible seront ainsi réalisés.
    OBJECTIFS DU STAGE :
    Le travail de stage comprendra un volet fabrication et caractérisation des structures par microscopie électronique de balayage d’une part, et d’autre part leur étude optique par micro-photoluminescence (µ-PL). Ce stage s'insère dans une collaboration entre le CRHEA (conception et réalisation des structures épitaxiales), et le LPN (conception, fabrication des cristaux photoniques, études optiques). Il se déroule dans le cadre du Labex GANEX.
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Master 1


  • Réalisation d’une micro-cavité verticale étendue pour émetteurs optiques dans l’ultra-violet.

  • Niveau : Master1
    Contact : S. Bouchoule
    Groupe : Disposistifs Photoniques (PHODEV)
    En savoir plus
    Stage de niveau M1
    DUREE : 3 mois minimum. Période : Mars-2016-Novembre2016.
    CONTEXTE :
    Le sujet est à dominante expérimentale et micro-nanotechnologies salle blanche.
    Les laboratoires LPN, UMI-GT (Metz) et Institut Pascal (Clermont-Ferrand) collaborent pour développer des sources optiques UV (λ ~300 nm) en semiconducteur dans une configuration d’émission par la surface en microcavité verticale de type VCSEL (vertical-cavitty-surface-emitting laser). A l’heure actuelle, la plus courte longueur d’onde atteinte avec un VCSEL se situe autour de λ ~400 nm. Le LPN, l’UMI-Metz et l’Institut Pascal ont mis au point des structures actives AlGaN/AlGaN épitaxiées sur saphir monocristallin (0001) émettant dans le domaine de longueur d’onde 280 nm - 340 nm. Pour tester optiquement ces structures, le LPN a proposé une configuration en cavité étendue qui permet de réaliser les deux miroirs de cavité hautement réfléchissants (ou réflecteurs de Bragg – DBR) après l’épitaxie de la couche active. Dans une configuration laser à émission verticale le gain maximum par passage est de quelques %, et les pertes totales de cavité doivent être maintenues à ce niveau pour atteindre le seuil laser. Le LPN a proposé une technologie de microlentilles intégrées qui garantit en principe cette condition.
    * OBJECTIFS DU STAGE : Le/la stagiaire développera des microlentilles présentant une géométrie adaptée, transférées dans un substrat de saphir par gravure plasma haute densité après amincissement et polissage de la face arrière du substrat . Il/elle pourra aussi etre amené(e) à optimiser l’étape de polissage du saphir si cela s’avère nécessaire. Suivant les résultats obtenus, il/elle mesurera les facteurs de qualité et les pertes de cavités réalisées en intégrant la microlentille.
    Le travail se déroulera au LPN, principalement dans la salle blanche de micro-nanofabrication. L’étudiant sera autonome sur les techniques de lithographie, traitements thermiques des résines et gravure plasma, et certaines caractérisations (microscopie optique, profilométrie mécanique). Il devra faire preuve de méthodologie, être capable de définir et suivre un plan d’expérience pour optimiser certaines étapes technologiques, et de produire des rapports détaillés d’expériences.
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