Membres du Jury

Prof. Sara DUCCI (Université Paris-Cité, Laboratoire MPQ)

Prof. Clivia SOTOMAYOR-TORRES ( ICN2, Borcelone)

Prof. Arnaud MUSSOT (Université de Lille)

Dr. Jean-Philippe POIZAT (Institut Néel)

Dr Daniel DOLFI (Thales-RT)

Langue de soutenance : Anglais

Abstract

Dans le domaine de l’optomécanique en plein essor, mes thématiques de recherche se focalisent vers des concepts innovants, profitant de la forte interaction entre optique et acoustique dans des objets emblématiques de la nanophotonique : les membranes suspendues à cristal photonique en semi-conducteurs III-V. Deux géométries sont ainsi étudiées : (i) des cristaux optomécaniques unidimensionnel intégré de manière hétérogène sur un circuit photonique silicium sur isolant (Figure à gauche) et (ii) des membranes bi-dimensionnel positionné au-dessus d’électrodes interdigités également par intégration hétérogène (Figure à droite).

Les premières structures m’ont permis de développer des oscillateurs optomécaniques intégrés générant une modulation ultrapure aux fréquences GHz sur une porteuse optique pour de potentielles applications en photonique micro-onde, métrologie temps-fréquence et également, à plus long terme, pour le développement de capteurs distribués en réseaux ; La seconde géométrie m’a permis d’étudier de nouveaux processus en dynamique non linéaire assistés par le bruit pour la détection de signaux faibles ainsi que la synchronisation dans un régime chaotique pour la génération de nombres aléatoires synchrones.

Rémy BRAIVE est maitre de conférences depuis 2009 à l'Université Paris-Cité. Après un doctorat en «Optique et Nanophotonique» à l'Université Paris-Diderot et au Laboratoire de Photonique et Nanostructures (LPN), il a rejoint l’EPFL (Suisse) en tant que post-doctorant où il a commencé à s'impliquer dans les domaines de la nano-optomécanique. Depuis 2009, il mène ses activités de recherche au Centre de Nanosciences et Nanotechnologies (C2N) du CNRS et de l’Université Paris-Saclay. Tirant parti de son expertise en nanophotonique et en nanofabrication avec les semi-conducteurs III-V, il a lancé de nouvelles lignes de recherche en nano-optomécanique dans les cristaux photoniques appliquée à l’étude d’effets de dynamique non-linéaire et d’interaction photon-photon dans les oscillateurs micro-ondes.

Légende :

Images électronique à balayage (à gauche) d'un cristal optomécanique unidimensionnel intégré sur un guide silicium (en orange) et (à droite) d'une membrane à cristal photonique bidimensionnelle (violet) et ces électrodes interdigitées (en jaune).

Jury Mmebers

GAUTHIER LAFAYE Olivier, Directeur de recherche CNRS, Laboratoire d’Architecture et d’Analyse des Systèmes (LAAS-CNRS). Rapporteur.

BERNAL-ARTAJONA Maria Pilar, Directrice de recherche du CNRS, Insitut Franche-Compté Electronnique Mécanique Thermique et Optique – Sciences et Technologies (FEMTO-ST). Rapporteur.

DUMEIGE Yannick, Maître de conferences (HDR), Université de Rennes (Institut Foton). Rapporteur.

GREFFET Jean-Jacques, Professeur, Laboratoire Charles Fabry – IOGS. Examinateur.

FAVERO Ivan, Directeur de recherche CNRS, Université Paris Diderot Laboratoire Matériaux et Phénomènes Quantiques. Examinateur.

LAURENT Vivien, Directeur de recherche CNRS, C2N.  Examinateur.

Abstract

Silicon photonics holds the promise for large-scale and low-cost production of high-performance optoelectronic circuits. Driven by the impressive technology development in the recent years, silicon photonics is expanding its frontiers towards new applications beyond datacom, including among others, sensing, radio-over-fiber and quantum. Aiming to meet the requirements of these new applications, the Si photonics community is exploring alternative wavelength ranges and physical phenomena, with a particular interest in the mid-infrared (2-20 µm wavelength), Kerr nonlinear phenomena and optomechanic interactions.

Patterning Si with features smaller than half of the wavelength has proven to be a simple and powerful tool to overcome performance limitations of conventional silicon photonic devices. My research activity envisions the use of Si subwavelength engineering to develop novel devices and circuits exploiting Kerr nonlinearities and Brillouin optomechanics for applications in the near- and mid-infrared. 

Figure caption: Subwavelength nano-structured silicon ring resonator

Carlos Alonso-Ramos obtained his PhD in June 2014 at the Universidad de Málaga, Spain, on the development of high-performance integrated photonic circuits for chip interconnects and next generation coherent transceivers. Currently he is a CNRS researcher in the Center for Nanoscience and Nanotechnology (C2N) in Palaiseau, France. His research interest include the study of linear, nonlinear and optomechanical properties of silicon photonics circuits in the near- and mid-infrared for applications in telecom, sensing and quantum. He is in charge of the group of Micro and Nanophotonic devices on silicon since 2020