Thèse Dispositifs Optiques en Verres de Chalcogénures pour la Génération de Supercontinuum dans le Moyen et le Lointain Infrarouge H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Rennes École doctorale : École doctorale Science de la Matière, des Molécules et Matériaux Laboratoire de recherche : INSTITUT DES SCIENCES CHIMIQUES DE RENNES Direction de la thèse : David LE COQ Date limite de candidature : 2026-06-15T00:00:00 Le doctorant sera chargé de la synthèse, de l'optimisation et de la purification de verres chalcogénures riches en tellure (Te) pour des applications optiques dans l'infrarouge lointain, en s'appuyant sur des compositions de référence existantes et en les étendant vers de nouveaux systèmes tellure-halogène afin d'élargir la fenêtre de transmission jusqu'à 40-50 µm. Le travail impliquera une ingénierie des matériaux visant à améliorer l'aptitude à la formation vitreuse et la résistance à la cristallisation, ainsi que la mise en oeuvre de protocoles de synthèse à haute pureté sous vide et de techniques avancées de purification (traitements thermiques, getters, distillation) afin de minimiser les pertes optiques. Le doctorant réalisera des échantillons massifs et des préformes, puis développera des fibres optiques de différentes géométries (multimodes, monomodes, à coeur suspendu, à saut d'indice), en utilisant diverses techniques de mise en forme telles que le rod-in-tube, l'étirage et la co-extrusion, tout en prenant en compte les contraintes de stabilité thermique et de réduction des pertes (objectif 1 dB/cm jusqu'à 25 µm). En parallèle, il mènera une caractérisation complète des matériaux et des fibres, incluant leurs propriétés thermiques, structurales et optiques linéaires et non linéaires, à l'aide d'un large éventail de techniques expérimentales (DSC, FTIR, ellipsométrie, z-scan, microscopies, spectroscopie Raman). Des dispositifs expérimentaux spécifiques seront également développés pour mesurer la dispersion, les coefficients non linéaires et les seuils d'endommagement laser dans l'infrarouge moyen et lointain. Enfin, le doctorant analysera et comparera les résultats aux données de la littérature et aux modèles numériques afin de valider les performances des matériaux et d'orienter leur optimisation.
Tous les moyens matériels disponibles au sein de l'Equipe Verres et Céramiques et plus largement au sein de l'ISCR seront accessibles. Le doctorant sera également mené à se déplacer chez le partenaire du projet ((Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, Dijon) pour effectuer certaines caractérisations et tester les dispositifs.

Au cours de ces trois années de thèse, le doctorant pourra s'il le souhaite présenter ces travaux de recherches dans un congrès de renommée internationale.

Ce projet de thèse s'inscrit dans le cadre du programme ANR FIRST-LIGHT, qui vise à développer des sources lumineuses et des capteurs compacts à très large bande spectrale couvrant les régions de l'infrarouge moyen et lointain, en s'appuyant sur des technologies avancées de verres et de fibres optiques combinées aux lasers de pointe. Le projet ambitionne de combler le fossé entre les avancées récentes de la photonique dans l'infrarouge moyen et le domaine des térahertz, en reconnaissant l'infrarouge lointain (12-50 µm) comme l'une des dernières grandes frontières du spectre électromagnétique