Dossier de candidature pour la qualification aux fonctions de maitre de conferences



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Dossier de Candidature au poste de

Maître de Conférence n°0795

Section 63

Gautier MOREAU

N° de qualification

Remarque préalable : mon dossier de qualification en section 63 a été jugé « irrecevable »(i.e pas examiné). N’ayant pu produire mon diplôme officiel de doctorat (pas édité par l’université de Rennes I), j’avais joint une attestation de diplôme officiel de l’ENSSAT (lieu de soutenance). Celle-ci a rempli sa fonction pour la section 30 mais le CNU 63 n’a visiblement pas jugé cela suffisant pour une raison que j’ignore encore …

Contenu du dossier :

  • Curriculum vitae

  • Activités d’enseignements et formation

  • Expériences de recherche

  • Liste des travaux et des publications

  • Programme d’enseignement au sein de l’IUT Mesures Physiques de Grenoble

  • Programme de recherche au sein de l’IMEP

Curriculum Vitae

Gautier Moreau

27 ans, né le 24 septembre 1978 à Fontenay aux Roses (92). Nationalité : Française.

vie maritale, 1 enfant


Adresses

Personnelle: Résidence des Millepertuis

Bâtiment E3.

91940 Les Ulis

Professionnelle: Laboratoire de photonique et de Nanostructures (LPN)

CNRS - UPR 20

Route de Nozay

91460 Marcoussis


Contacts

Téléphone personnel : 01 64 46 77 30

Téléphone professionnel : 01 69 63 61 06

Adresse électronique : gautier.moreau@lpn.cnrs.fr


Formation:
Doctorat de physique - Université Rennes I, Laboratoire d’optronique de l’ENSSAT UMR6082 (Lannion, 22)

Soutenu en Avril 2005 (mention très honorable)

Composition du jury :

Dr Béatrice DAGENS (Alcatel Thalès III-V Lab, Examinateur)

Pr Benoît DEVEAUD-PLEDRAN (EPFL, Examinateur)

Pr Alain LE CORRE (LENS UMR 6082, INSA de Rennes, Président du jury)

DR Françoise LOZES DUPUY (LAAS UPR 8001, Rapporteur)

DR Abderrahim RAMDANDE (LPN UPR 20, Rapporteur)

Pr Jean-Claude SIMON (Laboratoire d’optronique de l’ENSSAT UMR 6082, Directeur des travaux)

DEA STT (Sciences et Techniques des Télécommunications) option communications optiques - Université de Brest (29)

Obtenu en Juin 2001



Diplôme d’Ingénieur de l’ENSSAT spécialité optronique - Lannion (22).

Obtenu en septembre 2001



DUT (Diplôme Universitaire de Technologie) Mesures Physiques, options Matériaux et Contôles Physico-Chimiques – Orsay (91)

Obtenu en juin 1998

Activités d'enseignement & Formation

J’ai effectué mon travail de thèse au sein du laboratoire d’optronique de l’ENSSAT Lannion (22), UMR « FOTON » 6082 (16 enseignants chercheurs, 12 doctorants, 5 ingénieurs et techniciens). L’ENSSAT (Ecole Nationale Supérieure de Science Appliquée et de Technologie) est une école d’ingénieurs habilitée par la Commission des Titres d’Ingénieurs qui délivre, entre autre, un diplôme en optronique. La filière optronique comporte 35 étudiants par an et l’ensemble d’une promotion en compte 120 (+ filière électronique et informatique).



Parallèlement à mes travaux de thèse, j'ai eu l'opportunité d'encadrer des étudiants de la filière "optronique" lors de Travaux Pratiques, de Travaux Dirigés et de projets étudiants :


Disciplines

Optique

Electronique


Informatique (Matlab)


Projet d’optique

Nombres d’étudiants

30

12

12

2 (*)

1 (**)


Cycle d’étude


2ème année (BAC + 4)

1ère année (BAC + 3)

1ère année (BAC + 3)

2ème année (BAC + 4) (*)

3ème année (BAC + 5) (**)



2001/2002

24 h (TP)










2002/2003

41 h (TP) +2 h (TD)







60 h (*)

2003/2004




24 h (TP)

24 h (TD/TP)

2 jours/semaine (**)

pendant 30 semaines (X)



Total

67 h

24 h

24 h

69 h

TOTAL

184 h

(X) 9h équivalant TD en rémunération dans l’attestation d’enseignement.


Intitulés et descriptions des TPs d’optique :


  • Optique de Fourier : mise en pratique des différents effets de filtrage spatial, confrontation théorie - expérience (Laser HeNe en espace libre)

  • Couches minces : modélisation des différentes possibilitées offertes par la superposition de couches d’indices optiques différents, anti-reflet, haute-réflectivité, Fabry-Pérot, …

  • Modulateur électro-optique : mise en évidence de l’effet électro-optique en fonction de la polarisation du signal d’entrée, application à la modulation du signal (Laser HeNe en espace libre).

  • Modulateur acousto-optique : mise en évidence de l’effet acousto-optique, application à la déflection d’un signal en espace libre (Laser HeNe en espace libre).

  • Hétérodyneur : couplage diode laser / fibre, découverte d’un système de détection, utilisation d’un Michelson (non fibré) en tant que discriminateur de fréquence.

  • Bilan d’une transmission optique : Caractérisation électro-optique d’une source laser et du détecteur, utilisation de fonctions optiques fibrées (coupleur, multiplexeur), caractérisation par rétro diffusion d’une chaîne de transmission, établissement d’un bilan de ligne.

L’ensemble des TPs se déroulaient sur des bancs préexistants que j’ai dû malgré tout « remettre en marche ». Je disposais sinon, d’une totale autonomie en ce qui concerne l’encadrement et la notation.


Intitulé des TPs d’électronique :


  • circuit RC et CR : réponses indicielle et fréquentielle

  • montage à base d’AOP : sommateur, inverseur, suiveur, …

  • initiation au logiciel Pspice

  • amplificateur à transistor bipolaire : montage et caractérisation élementaire

  • mise en œuvre d’un multiplieur analogique : montage et caractérisation élementaire

L’ensemble des TPs se déroulaient sur des bancs préexistants. Je disposais néanmoins d’une totale autonomie en ce qui concerne l’encadrement et la notation.


Thèmes des TPs d’informatique :


  • Implémentation de l’algorithme du pivot de Gauss

  • gestion d’entrée sortie fichier : interfacage logiciel données, gestion des types de données

  • Découverte des fonctions graphiques à disposition : apprentissage des outils de représentation 2D et 3D

  • Implémentation de l’algorithme de la Fast Fourier Transform

  • Traitement d’images : utilisation de la FFT pour le traitement d’images, lien avec les résultats connus d’optique de Fourier (diffraction par un trou, filtrage des fréquences spatilales).

Dans le cadre des TPs d’informatique j’ai activement participé à l’orientation du contenu en collaboration avec le Maître de conférence Informaticien responsable du cours. Je suis à l’origine des travaux sur la Transformé de Fourier. J’ai ainsi pu proposer aux étudiants un point de vue et une application optique de la FFT au filtrage des fréquences spatiales et au traitement d’images. Je disposais enfin d’une totale autonomie en ce qui concerne l’encadrement et la notation.



Projet étudiants :
Les deux projets se sont déroulés dans le cadre de mes travaux de thèse. J’en étais responsable de bout en bout, de la proposition du projet à la notation.

Lors de mes différents encadrements, j’ai essayé de faire passer mon goût pour l'optique, l’électronique et l’informatique, développer mon sens pédagogique pour réussir à les intéresser, les motiver… Mon travail de thèse associé à l’enseignement pluridisciplinaire que j’ai dispensé, m’a permis de présenter, à des étudiants ayant choisi l’optique comme formation principale, l’électronique et l’informatique d’un point de vue « opticien ». Cette expérience s’est révélée très enrichissante pour moi et pour les étudiants, j’ai pu leur expliquer et démontrer par l’exemple en quoi ces deux matières, pas toujours bien accueillies, sont essentielles dans leur formation.



Ma formation d’ingénieur ENSSAT

La figure ci dessous présente la répartitions des volumes horaires de ma formation par matières. Si ce tableau présente les volumes horaires actuelles, ils restent très proche de ceux que j’ai suivis.



avec un peu plus de détails, en compétence principale :



  • Composants et systèmes : Génie optique, Optique géométrique, guidée, physique, linéaire et non linéaire ; physique atomique ; physique des lasers ; optoélectronique ; propagation atmosphérique ; formation et traitement des images ; techniques de modulation et transmission ; réseaux ; instrumentation optique ; tests et mesures optiques ; techniques instrumentales de mesure ; applications lasers.

  • Electronique des systèmes optroniques : Electronique analogique ; signaux et systèmes ; asservissements ; alimentations, commandes des lasers ; imageurs et traitements des images ; compatibilité électromagnétique.

En compétence secondaire :

  • Informatique industrielle : logique, microprocesseurs, interfaçage et systèmes temps réel.

  • Informatique :Programmation, algorithmique numérique, programmation objet.

EXPERIENCES de recherche

  1. Stage d’IUT (3 mois) 1998

Caractérisation des dommages induits à des miroirs à Haute Réflectivité d’une cavité Fabry-Pérot dans un environnement rayonnant (accélérateur de particules).

Lieu : Service de Physique Nucléaire du Commissariat à l’Energie Atomique de Saclay (91).



  1. Stage ingénieur (3 mois) 2000

Mesure passive de fluorescence à 687 et 760 nm. Calibrage du détecteur et applications.

Lieu : Laboratoire d’Utilisation du Rayonnement Synchrotron, Equipe Photosynthèse et Télédétection, Orsay (91)



  1. Thèse (+ DEA) 2001-2005

Cadre de l’étude et objectifs :

Mes travaux de thèse se sont inscrits dans une collaboration entre le Laboratoire d'Etude des Nano-Structures de l’INSA de Rennes, le Laboratoire de Photonique et de Nanostructures (UPR 20) et le Laboratoire d’Optronique de L’ENSSAT (UMR 6082). L’objectif de cette collaboration est la réalisation de composants à base de Boîtes Quantiques InAs/InP(311)B pour les télécommunications optiques.

Dans le cadre de cette collaboration l’épitaxie et les caractérisations électriques s’effectuent à l’INSA, la réalisation de guide ridge sur ces structures au LPN, et l’ensemble des caractérisations par pompage optique à l’ENSSAT par moi-même.

Les deux types de composant visés dans le cadre de cette collaboration sont :

  1. les lasers à BQ permettant un fonctionnement sous une modulation directe à une cadence de répétition au moins égale à 10 Gbit/s. Cet objectif s’insère dans le cadre du réseau d’excellence européen ePIXnet.

  2. les amplificateurs à BQ dans le cadre de l’Action Concertée Incitative « nanostructures IQDOT». L’utilisation des BQ comme milieu actif permettrait en effet de réaliser un amplificateur optique présentant une bande passante spectrale très étendue (>120nm), une dynamique de gain permettant un fonctionnement jusqu’à 160 Gbit/s [Sug02] et un élargissement inhomogène de la raie de fluorescence. Cette dernière caractéristique constitue le point fondamental pour une application des amplificateurs à BQ au traitement multi-longueurs d’ondes du signal sans introduction de diaphonie inter-canal.

Durant mon travail de thèse, j’ai donc étudié le fonctionnement et les propriétés optiques de ce milieu.
Descriptif des travaux :

Mon travail de thèse, principalement expérimental, s’est divisé en deux parties. Une première s’est effectuée sur des guides planaires et la seconde sur des guides monomodes. L’ensemble des composants à BQ InAs/InP(311)B ont été épitaxiés au LENS de l’INSA Rennes et la gravure de guides monomodes sur ces structures a été réalisée au LPN.

Dans un premier temps, j’ai mis au point un banc de pompage optique à base d’un laser NdYag en régime impulsionnel qui a permis d’exciter les structures planaires. J’ai ainsi démontré pour la première fois l’oscillation laser sur la transition fondamentale d’une structure à boîtes quantiques InAs/InP(311)B à température ambiante et à 1,55 µm [Par02]. J’ai ensuite effectué différentes études et caractérisations de cette oscillation laser ce qui a permis d’obtenir une double émission laser, à la fois sur les transitions fondamentale et excité des BQ [Par03] (fig 1 (a)). Si ce résultat avait déjà été obtenu pour des BQ sur substrat GaAs [Mar03] à 1,3 µm, l’augmentation du rendement de notre caractéristique laser globale (fig 1 (b)) au-delà du seuil de l’état excité constitue une mise en évidence originale à température ambiante, d’une contribution indépendante de différentes populations (tailles) de BQ.

Figure 1. (a) Evolution du spectre d’émission d’une cavité de 2440 µm comprenant 6 plans de BQ en fonction de la puissance de pompe. (b) Evolution de la puissance intégrée en fonction de la puissance de pompe. () caractéristique globale () caractéristique de la transition fondamentale () caractéristique de la transition excitée.

Quelques adaptations du banc de pompage optique, m’ont ensuite permis d’effectuer des mesures du gain, des pertes et du facteur de remplissage du milieu actif à BQ (1/nsp) [sum01]. La mesure du gain nous a permis d’obtenir un coefficient d’amplification maximum de 20 cm-1 et 30 cm-1 respectivement pour 6 et 9 plans de BQ, et ce pour une largeur à –2 dB supérieur à 120 nm dans les deux cas. Ensuite, la comparaison de l’inverse du facteur de remplissage à la fonction de distribution des porteurs théoriques dans une statistique de Fermi Dirac (fig 2) a permis de démontrer que le remplissage des porteurs dans les BQ InAs/InP(311)B sous forte injection (8 fois le seuil laser) à température ambiante n’est pas classique. Ce résultat constitue une nouvelle mise en évidence du caractère découplé des BQ, autrement dit du comportement inhomogène du milieu actif à température ambiante.

Figure 2 Comparaison de la fonction de distribution des porteurs mesurée (à 8x le seuil laser, point rouge) à la fonction théorique (trait plein) dans le cas d’une distribution des porteurs suivant la loi Fermi Dirac.

Sur les guides plans, j’ai enfin mis en évidence le caractère polarisé TE de l’émission des transitions fondamentale et excitée des BQ InAs/InP(311)B ce qui constitue un résultat original sur ce système et comparable aux mesures des BQ sur substrat GaAs. Il est important de noter que j’ai moi même conçu et réalisé les microlentilles à maintien de polarisation utilisée pour cette expérience en collaboration avec Monique Thual [Thu05].

Dans un second temps, sur les structures à guides monomodes, j’ai mis au point un montage dit pompe – sonde résonnant sur la transition fondamentale des BQ. En régime de saturation de l’absorption (en l’absence d’une excitation extérieure), ce montage m’a permis de mettre en évidence pour la première fois sur ce système de BQ une influence d’un signal de pompe impulsionnel à 1540 nm sur un signal de sonde continu à 1547 nm. Le temps de vie radiatif du niveau fondamental et le temps d’échappement des porteurs du niveau fondamental vers les niveaux supérieurs ont ainsi pu être estimés respectivement à 1,6 ns et 0,2 ns. Enfin, une augmentation nette du seuil de saturation en fonction de l’écart en longueur d’onde entre les signaux de pompe et de sonde (Fig. 3) a été mesurée. Cette évolution importante du seuil de saturation constitue une nouvelle indication forte du caractère inhomogène de notre milieu actif.



Figure 2 Evolution du seuil de saturation de l’absorption en fonction de l’écart en longueur d’onde entre la pompe et la sonde. Longueur d’onde de pompe à 1540 nm.

[Sug02] M Sugawara, T Akiyama, N Hatori, Y Nakata, H Ebe and H Ishikawa « Quantum-dot semiconductor optical amplifiers for high-bit-rate signal processing up to 160 Gb s-1 and a new scheme of 3R regenerators » Meas. Sci. Technol. 13 (2002) 1683–1691

[Par02] C. Paranthoen C. Paranthoen, N. Bertru, B. Lambert, O. Dehaese, A. Le Corre, J. Even, S. Loualiche, F.Lissilour, G. Moreau and J.C. Simon. « Room temperature laser emission of 1.5 µm from InAs/InP(311)B quantum dots », Semicond. Sci. Technol. 17, L5 (2002)

[Par03] C. Paranthoen, C. Platz, G. Moreau, N. Bertru, O. Dehaese, A. Le Corre, P. Miska, J. Even, H. Folliot, C. Labbé et al « Growth and optical characterizations of InAs quantum dots on InP substrate: towards a 1.55 µm quantum dot laser. Molecular beam epitaxy » Journal-of-crystal-growth. 2003; 251 (1-4) : 230-235

[Mar03] Markus, Chen, Gauthier-Lafaye, Provost, Paranthoen and Fiore « Impact of intraband relaxation on the performance of quantum dot laser » IEEE JSTQE, vol 9 n°5, pp 1308-1314, September/october 2003

[Sum01] Summers, Thomson, Smowton, Blood and Hopkinson « Thermodynamic balance in quantum dot lasers» Semicond. Sci. Technol. 16 (2001) 140–143

[Thu05] M. Thual, G. Moreau, J. Ribette, P. Rochard, M. Gadonna, J.C. Simon « Micro-lens on polarization maintaining fibre for coupling with 1.55µm quantum dot devices» Optics Communications, Vol.255, Issues 4-6, pp.278-285, 15 Novembre 2005.



  1. Post-doctorat 2005-2006

Mes travaux de post-doctorat se déroulent au sein du Laboratoire de Photonique et de Nanostructures (CNRS, UPR 20). Dans le cadre du projet européen ZODIAC (Integrated Project), je suis en charge de la réalisation (hors épitaxie) et l’étude de structures semi-conductrices ridge et DFB à base de nanostructures (Quantum Dash ou Dot) InAs sur InP autour de 1,55 µm et 1,3 µm (InAs/GaAs).

Les objectifs de mon travail dans le cadre de ce projet sont doubles :

- Étudier les propriétés optiques de ces nouveaux milieux actifs par la réalisation de lasers présentant une bonne insensibilité à la température (Fort T0, > 100 K), un faible facteur de couplage phase-amplitude (<1), de bonnes caractéristiques dynamiques (fonctionnement à des taux de modulation > 10 GHz) et un fort gain (g0 > 30 cm-1).

- Étudier le potentiel de l’effet électro-optique dans ces structures à boîtes quantiques pour la réalisation de modulateur large bande.
Ce travail se fait en collaboration avec les différents partenaires du projet que sont : Alcatel Thalès III – V Lab (France), BHM Bookham technology (Royaume-Uni), NL Nanosemiconductor GmbH (Allemagne), NanoPlus (Allemagne), le Laboratoire de Photonique et de Nanostructure, l’Ecole Polytechnique Fédéral de Lausanne (Suisse), l’université de technologie de Wroclaw (Pologne) et l’ université de Würzburg (Allemagne).
Dans le cadre de ce projet, je participe aux differents TTC

Descriptif des travaux :

Mon travail peut se séparer en 3 grandes phases distinctes autour de la conception, de la réalisation et de l’étude de composant optiquement actif dans les bandes des télécommunications @1,3 et 1,55 µm sur substrat GaAs et InP.





Figure 1 Calcul du mode fondamental dans un guide ridge de 2,15 µm de large, planarisé à l’aide de polyimide. La zone active comprend ici 6 plans de boîtes quantiques.

Avant la croissance des structures, la phase de conception consiste à simuler la structure monomode transverse finale pour en optimiser le facteur de recouvrement (proportion du mode guidée en interaction avec la zone active). Ce type de calcul (méthode de l’indice effectif) permet d’optimiser d’un point de vue optique l’empilement des couches en tenant compte des contraintes d’épitaxie pour faire croître des boîtes quantiques (figure 1).

La phase de réalisation technologique des structures commence immédiatement après l’épitaxie. Cette phase se déroule entièrement en salle blanche et implique de nombreux procédés technologiques et outils de caractérisation avec lesquels j’ai dû me familiariser. Ainsi, le clivage, le dépôt de résine par centrifugation, la photolithographie (figure 2.a), la gravure humide et sèche (Reactive Ion Etching), le report de contact (bonding), les caractérisations au profilomètre ou au Microscope Electronique à Balayage (MEB) sont des outils que j’utilise couramment. La figure 2.b est une photo MEB des structures typique que l’on peut obtenir après process.



Figure 2 a. Image MEB d’une photolithographie bi-couche pour définition du masque Ti/Au pour la réalisation de guide ridge. b. Image MEB d’un ruban étroit (2µm) d’InP obtenu par photolithographie, gravure humide, planarisation au polyimide, gravure sèche.



Figure 3 Image MEB vue du dessus d’un ridge et de son réseau latéral de chrome (pas ~200 nm, remplissage ~15 %)

Pour la fabrication de laser dit DFB-LC ou laser à contre réaction répartie à couplage latéral, j’ai également été amené à collaborer avec les personnes en charge de la lithographie électronique (e-beam) pour inscrire des réseaux de Chrome de 200 nm de pas sur les flanc des rubans. Un résultat typique de cette lithographie est présenté sur la figure 3.

Enfin vient la phase de caractérisation des structures lasers réalisées. L’étude des caractéristiques laser P(I) et V(I) sur des rubans larges sont les premiers tests effectués et permettent de déterminer les caractéristiques du matériau étudié (rendement, sensibilité à la température, gain). Nous avons ainsi des lasers sur des structures épitaxiées par Alcatel Thalès III-V Lab comprenant 9 et 12 plans de bâtonnets quantiques InAs/InP. Un facteur g0 > 30 cm-1 a ainsi pu être mis en évidence pour la première fois sur cette famille de matériaux, sur les structures de 9 et 12 plans permettant de valider l’empilement de plus de 6 plans de ces pointillés quantiques [Lelarge] et la conservation d’un fort gain. Nous avons pu également déterminer la température T0 de ces structures, 60, 64 K et 70 K respectivement pour 6, 9 et 12 plans (figure 3), qui détermine l’évolution de la densité de courant de seuil en fonction de la température par la formule Jth = J0 exp(-T/T0) (Soumission IPRM).



Figure 3 Evolution de la densité de courant de seuil en fonction de la température pour des lasers à rubans larges. Permet d’extraire la valeur du paramètre T0. (■) 6 plans, (●) 9 plans, (▲) 12 plans.

Dans un second temps, nous réalisons un nouveau traitement pour obtenir des lasers à rubans étroits dit « shallow ridge » (figure 2.b), qui permettront un fonctionnement monomode transverse. Le caractère monomode de ces lasers permet d’effectuer de nombreuses mesures de caractérisations classiques, P(I) en pompage continu, gain spectral (méthode Hakki Paoli) (figure 4) et facteur de couplage phase - amplitude (facteur de Henry, h). Nous avons ainsi mis en évidence un facteur de couplage phase – amplitude inférieur à 1 sous le seuil laser pour des cavités longues de 275 à 1020 µm et comprenant 9 plans de quantum dash ([Moreau],[Moreau]). Cette valeur est à notre connaissance la plus faible jamais reportée pour cette famille de matériaux.





Figure 4 Evolution spectrale du gain sous le seuil d’un laser de 275 µm comprenant 9 plans de bâtonnets quantiques, mesurée par la méthode d’Hakki Paoli.

En parallèle à ces travaux qui constituent environ 50 % de mon activité au LPN, je travaille également à l’utilisation et la caractérisation des ces structures d’un point de vue composants :



  • en terme de source à blocage de mode pour la génération de train d’impulsions pico voir sub-picoseconde à très haut débit (> 40Gbit/s, jusqu’à 134 GHz [Gosset])(figure 5),

  • pour une application au transmission sur fibre optique à haut débit en modulation direct en collaboration avec Alcatel Thalès,

  • d’une manière un peu plus prospective sur la mesure des propriétés électro-optiques dans ces structures à boîtes quantiques pour la réalisation de modulateur rapide large bande.

Dans le cadre de cette dernière activité, j’ai été amené à concevoir et développer un banc de mesure de l’effet électro-optique de guide monomode comprenant le milieu actif à caractériser. Ce banc fibré à maintien de polarisation nous permet d’étudier l’évolution de la polarisation rectiligne incident en fonction du champ électrique appliqué sur la structure (figure 6). Sur le même banc, cette étude peut être menée par 2 méthodes distinctes, une méthode interférentielle large bande ou une méthode directe à longueur d’onde fixée. Nous pouvons ainsi déterminer le coefficient électro-optique du milieu actif.

Enfin dans le cadre de mes travaux au LPN, je participe activement à l’encadrement de deux doctorants en 1ère année de thèse. Le premier travaille sur l’amélioration de la dynamique d’injection des porteurs dans les boites quantiques par une injection par effet tunnel (@1,3 µm principalement dans le système InAs/GasAs). Le second étudie la sensibilité des lasers à boîtes quantiques à la contre réaction optique (@1,55 µm principalement dans le système InAs/InP).





Figure 5 Impulsion sub-picoseconde en limite de Fourier (t = 0,46) extraite d’un train d’impulsion à 134 GHz obtenue sur un laser Fabry-Pérot de 340 µm comprenant 6 plans de pointillés quantiques. Mesure réalisée à l’aide d’un auto-corrélateur à génération de seconde harmonique.



Figure 6 Schéma du banc de mesure automatisé de l’effet électro-optqiue.

F Lelarge.; Rousseau, B Dagens, B Poingt, F Pommereau, F Accard, “Room temperature continuous-wave operation of buried ridge stripe lasers using InAs-InP (100) quantum dots as active core” Photonics Technology Letters, IEEE Volume 17,  Issue 7,  July 2005 Page(s):1369 – 1371



G. Moreau, K. Merghem, D. Cong, G. Patriarche, F. Lelarge, B. Rousseau, A. Ramdane « High modal gain 9- and 12- layer InAs/InP Quantum Dash lasers emitting at 1.55 µm » 18th Conference on Indium Phosphide and Related Materials, Princeton, May 2006, Oral presentation.

G. Moreau, K. Merghem, F. Lelarge, A. Ramdane « Low linewidth enhancement facorH ~ 0.5) of 9- layer InAs/InP Quantum Dash lasers emitting at 1.55 µm »  18th Conference on Indium Phosphide and Related Materials, Princeton, May 2006, Oral presentation.

C. Gosset, K. Merghem, A. Martinez, G. Moreau, G. Patriarche, G. Aubin, J. Landreau, F. Lelarge and A. Ramdane « Sub-picosecond pulse generation at 134 GHz using a quantum dash based Fabry-Perot laser emitting at 1.56 µm » Applied Physics Letters, accepted, 2006.



Les plus de mon post-doctorat

En parallèle de ces travaux, mon post-doctorat m’aura permis de me familiariser avec les aspects gestion de projet dans le cadre ZODIAC. En effet, en plus de contribuer à la coordination du projet en local, je participe également à toutes les réunions techniques (TTC) chez les différents partenaires.


Enfin dans le cadre des réseaux d’excellence SANDIE et ePIXnet dans lequel le LPN est impliqué, j’ai co-organisé l’ « International Workshop on Semiconductor quantum dot based devices and applications » qui a eu lieu le 16 et 17 mars à l’institut Curie et qui regroupait un peu plus 70 personnes.

PUBLICATIONS SCIENTIFIQUES


Articles publiés :


  1. C. Paranthoen C. Paranthoen, N. Bertru, B. Lambert, O. Dehaese, A. Le Corre, J. Even, S. Loualiche, F.Lissilour, G. Moreau and J.C. Simon. « Room temperature laser emission of 1.5 µm from InAs/InP(311)B quantum dots », Semicond. Sci. Technol. 17, L5 (2002)

  2. C. Paranthoen, C. Platz, G. Moreau, N. Bertru, O. Dehaese, A. Le Corre, P. Miska, J. Even, H. Folliot, C. Labbé et al « Growth and optical characterizations of InAs quantum dots on InP substrate: towards a 1.55 µm quantum dot laser. Molecular beam epitaxy » Journal-of-crystal-growth. 2003; 251 (1-4) : 230-23

  3. C Platz, C Paranthoen, P Caroff, N Bertru, C Labbé, J Even, O Dehaese, H Folliot, A Le Corre, S Loualiche, G Moreau, J C Simon and A Ramdane « Comparison of InAs quantum dot lasers emitting at 1.55 µm under optical and electrical injection » Semicond. Sci. Technol. 20 (2005) 459–463

  4. M. Thual, G. Moreau, J. Ribette, P. Rochard, M. Gadonna, J. C. Simon « Micro-lens on polarization maintaining fibre for coupling with 1.55µm quantum dot devices », Optics Communications, Vol.255, Issues 4-6, pp.278-285, 15 Novembre 2005

  5. C. Gosset, K. Merghem, A. Martinez, G. Moreau, G. Patriarche, G. Aubin, J. Landreau, F. Lelarge and A. Ramdane « Subpicosecond pulse generation at 134 GHz and low radio frequency spectral linewidth in quantum dash-based Fabry-Perot lasers emitting at 1.5 µm » ELECTRONICS LETTERS 19th January 2006 Vol. 42 No.2

  6. G. Moreau, K. Merghem, D. Cong, G. Patriarche, F. Lelarge, B. Rousseau, A. Ramdane « High modal gain 9- and 12- layer InAs/InP Quantum Dash lasers emitting at 1.55 μm » 18th Conference on Indium Phosphide and Related Materials, Princeton, May 2006.

  7. G. Moreau, K. Merghem, F. Lelarge, A. Ramdane «low linewidth enhancement factorH ~ 0.5) of 9- layer InAs/InP Quantum Dash lasers emitting at 1.55 µm »  18th Conference on Indium Phosphide and Related Materials, Princeton, May 2006, Oral presentation.

  8. C. Gosset, K. Merghem, A. Martinez, G. Moreau, G. Patriarche, G. Aubin, J. Landreau, F. Lelarge and A. Ramdane « Sub-picosecond pulse generation at 134 GHz using a quantum dash based Fabry-Perot laser emitting at 1.56 µm » Applied Physics Letters, accepted, 2006.

  9. C. Gosset, K. Merghem, G. Moreau, A. Martinez, F. Lelarge, G. Aubin, J.-L. Oudar, and A. Ramdane «Phase-amplitude Characterization of a high repetition rate Quantum Dash Passively Mode-Locked Laser» Optics Letters, accepted 2006.


Conférences nationales :


  1. Moreau Gautier, Simon Jean-Claude, Platz Charly, Paranthoën Cyril , Dehaese Olivier, Bertru Nicolas,. Miska Patrice , Le Corre Alain, Loualiche Slimane « Etude de l’émission laser par pompage optique de guides semi-conducteur à îlots quantiques InAs/InP à 1,52 µm » Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG), 2002 p 116-118 (oral)

  2. G. Moreau, C. Platz, O. Dehaese, N. Bertru, A. Le Corre, S. Loualiche, J.C. Simon « Laser et amplificateurs à Ilots Quantiques » Action spécifique 36 Communications Numériques Optiques et Systèmes « Tout Optique » ENST Paris 2003.(oral)

  3. G. Moreau, C. Platz, O. Dehaese, N. Bertru, A. Le Corre, S. Loualiche, J.C. Simon « Etude expérimentale du gain d'un guide plan à base d’îlots quantiques InAs/InP(311)B dans le domaine spectral 1.55µm » Coloq8 p161.2003 (poster)

  4. G. Moreau, J.C Simon, C. Platz, O. Dehase, N. Bertru, A. Le Corre, S. Loualiche "Etude du gain d’un milieu amplificateur à boîtes quantiques ", Journées Nationales d’Optique Guidée (JNOG),Paris (2004), p-55-57 (oral)



Conférences internationales :


  1. C. Paranthoen, C. Platz, G. Moreau, N. Bertru, O. Dehaese, A. Le Corre, P. Miska, J. Even, H. Folliot, C. Labbe, G. Patriarche, J. C. Simon and S. Loualiche « Growth and optical characterizations of InAs quantum dots on InP substrate: towards a 1.55 μm quantum dot laser » International Conference on Molecular Beam Epitaxy, San Francisco, 2002

  2. C. Platz, O. Dehaese, A. Le Corre, C. Paranthoen, J. Even, G.Moreau, N. Bertru, H.Folliot, P. Miska, C. Labbé, S. Loualiche « Fundamental emission of InAs/InP quantum dots laser at 1.52 µm » July 29-August 2002,.International Conference on the Physics of semiconductors (ICPS) 2002, Edinburgh, United Kingdom

  3. G. Moreau, K. Merghem, F. Lelarge, A. Ramdane «low linewidth enhancement factorH ~ 0.5) of 9- layer InAs/InP Quantum Dash lasers emitting at 1.55 µm » International Workshop on Semiconductor quantum dot based devices and applications, Paris, Mars 16-17 2006.

  4. G. Moreau, K. Merghem, D. Cong, G. Patriarche, F. Lelarge, B. Rousseau, A. Ramdane « High modal gain 9- and 12- layer InAs/InP Quantum Dash lasers emitting at 1.55 µm » 18th Conference on Indium Phosphide and Related Materials, Princeton, May 2006, Oral presentation.

  5. G. Moreau, K. Merghem, F. Lelarge, A. Ramdane «low linewidth enhancement factorH ~ 0.5) of 9- layer InAs/InP Quantum Dash lasers emitting at 1.55 µm »  18th Conference on Indium Phosphide and Related Materials, Princeton, May 2006, Oral presentation.

Programme d’enseignement

au sein de l’IUT Mesures Physiques de Grenoble

L’Institut Universitaire de Technologie Mesure Physique de Grenoble recrute sur ce concours un enseignent chercheur pour enseigner aussi bien en 1ière que dans les options de 2ième année, Techniques Instrumentales (TI) et Matériaux et Contrôles physico-chimiques (MCPC).

Les matières a enseigné, concerne les domaine de l’EEA à savoir, l’électronique analogique et numérique, l’automatisme, l’informatique industrielle, l’informatique d’instrumentation et le traitement du signal. Faisant parti intégrante de l’équipe pédagogique l’enseignant chercheur recruté aura en charge également le suivis de stages de fin d’étude et une implication dans la gestion de département sera demandée.

Ma formation et mon activité d’enseignement décrite précédemment se sont déroulé au sein d’une jeune école d’ingénieur aux spécialités semblables à l’enseignement demandé. J’ai en effet enseigné à des élèves ingénieurs (BAC +3,+4) de l’électronique analogique et de l’informatique (traitement du signal) et j’ai moi même reçu un enseignement dans les autres domaines requis que sont l’électronique numérique, l’automatisme et l’informatique industrielle. L’informatique d’instrumentation et le traitement du signal font également parti intégrante de mon activité de recherche quotidienne. Ayant moi reçu une formation Mesures Physiques (MCPC), je me sens donc pleinement capable d’assurer les cours demander.

De plus, mes 5 ans de recherche sur des sujets relativement appliqués, entre autre dans domaine des télécommunications optiques, devrait me permettre d’être une force de proposition en ce qui concerne la formation pratique et surtout d’être à même d’illustrer des applications directs de mon enseignements aux élèves technicien souvent assez demandeur.

Au vu de mon parcours académique appliqué et de mon expérience d’enseignement et de rechercher, j’envisage donc très sereinement mon intégration au sein de l’équipe pédagogique.



Programme de Recherche

au sein de l’IMEP
Le thème photonique du laboratoire de l’Institut de Micro Electronique et Photonique s’articule autour d’un noyau de 9 permanents et comprend une quinzaine de chercheurs. Il s’intègre aujourd’hui dans le pole micro-nano technologies MINATEC de Grenoble. La thématique général de recherche porte sur l’optique intégrée, sur substrat de verre dans un premier temps avec le développement de la filière « échange d’ion sur verre », et sur semi-conducteur dans un second temps en collaboration étroite avec l’environnement local (CEA, etc ..). Sur substrat de verre, le laboratoire possède une longue expérience, de la fabrication à la caractérisation, et a déjà fait la démonstration (publications, brevet, spin off) de nombreux composants et fonctionnalités pour des applications aussi variées que les sources lasers, fonctions pour les télécommunications optiques, capteurs en astronomie ou biologie par exemple. Dans un cadre plus prospectif, des études sur l’amélioration du matériau et des guides dans la bande 2-20 µm et de premières démonstrations d’hybridation du verre avec semi-conducteur ou polymère sont en cours.

Sur substrat semi-conducteur, les activités sont moins larges et s’intéressent plus particulièrement à la modélisation et la caractérisation de structures réalisées en collaboration avec d’autres acteurs de la recherche grenobloise, en particulier le CEA-LETI.


Cependant, en plus de cet axe principal « optique intégré », l’IMEP a depuis la rentrée 2005 développé un nouvel axe de recherche avec le recrutement de Lionel Duvillaret en tant que professeur. Ce nouveau thème s’articule autour de l’utilisation de cristaux Electro-optiques pour la mesure de champ électromagnétique (EM) de fréquence comprise entre 0 et quelques 100 GHz. Ce type de capteur basé sur une mesure de la variation de la polarisation de la lumière incidente à travers un cristal Electro-optique soumis à un champ EM extérieur fait déjà l’objet de différents brevets et de diverses collaborations en particulier dans le domaine militaire (DGA, ONERA). Mais des applications civiles de l’ordre de la santé publique, comme la mesure du champ EM ambiant (téléphone portable, TV satellite, etc) en tout point d’une habitation ou d’un lieu public sont également envisagées. Le schéma 1 illustre le principe de base de ce type de détecteur.

Figure 1. schéma du détecteur de champ EM


Si de nombreux résultats (grande compacité (~1cm), mesure temporelle d’un champ, bande passante DC – 20 GHz, dynamique de mesure >100dB, sensibilité <0.2 V.m-1.Hz-1/2, résolution spatiale ~ 10 µm, très faiblement invasif) attestent du potentiel de ce type de détecteur, il n’en reste pas moins énormément d’études et d’évolutions possible sur le système de détection/traitement par exemple, pour étendre la bande passante au delà de 20 GHz ou augmenter la compacité. Enfin, au delà des études futures « prévisibles », l’environnement pluridisciplinaire au sein de la technopole MINATEC constitue un formidable potentiel de collaboration et d’innovation pour les années à venir.

C’est pourquoi je souhaite débuter ma recherche sur cette activité de recherche et ainsi renforcer dès le début ce thème récent.

Comme je l’ai présenté dans mon profil de recherche, j’ai travaillé durant ma formation, ma thèse et mon post-doctorat sur différentes activités qui me permettrait d’intégrer et de poursuivre efficacement la recherche sur cette thématique.

Tout d’abord, j’ai mis en place et utilisé un banc de mesure permettant l’étude des effets électro-optiques de boîtes quantiques InAs/GaAs. Ce banc de couplage « fibre - guide monomode – fibre » contrôlé en polarisation m’a permis d’effectuer des mesures de l’évolution de la biréfringence du milieu actif sous un champ électrique statique par 2 méthodes : méthode interférentielle ou « large bande », méthode directe à une longueur d’onde fixe. Sur ce banc, j’ai également été amené à piloter les différents éléments (source accordable, détecteur, source de tension) afin de réaliser des mesures systématiques dans des conditions de répétabilité et de temps acceptable.



Concernant les aspects d’analyse de la polarisation, j’ai aussi effectué en tant qu’étudiant un projet consistant à la mise au point d’un polarimètre compact (20x20cm) et fixe. Ce polarimètre repose sur la décomposition judicieuse de la polarisation incidentes sur 3 bases distinctes permettant de mesurer simultanément les 4 paramètre de Stockes de la polarisation incidente et ainsi la définir complètement. Le développement d’un tel instrument pourrait par exemple constituer une voix d’amélioration à explorer en ce qui concerne le système d’analyse de la polarisation qui tient pour l’instant dans un format « A3 volumique ». De plus, un tel instrument pourrait également servir en caractérisation pour les sources ou les guides sur verres réalisés à l’IMEP.
Enfin, en plus des expériences citées précédemment, mon parcours professionnel à fort caractère expérimental dans les domaines de l’optique guidé (fibré et intégré), des télécommunications optiques, du couplage guide-fibre (conception et réalisation de fibre microlentillé) me permet d’envisager sereinement mon intégration sur ce thème de recherche tout en ayant une culture scientifique très proche des autres activités de l’équipe photonique de l’IMEP. A moyen terme, suivant les besoins et les projets en cours du laboratoire, en accord avec les différents collaborateurs un fractionnement de mon temps de recherche sur une autre activité me paraît donc possible.



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