Recrutement

Si vous êtes intéressés par rejoindre notre groupe dans le cadre d'une thèse, contactez-nous et nous étudierons les solutions de financement possible. 

Nos propositions de STAGE/THESE pour 2019-2020 : détail ci-dessous

• Propriétés optiques des matériaux en films minces dans le domaine des rayons X
• Propriétés optiques des matériaux en films minces dans le domaine des rayons X
• Etude numérique de nouveaux composants XUV à base de réseaux de diffraction
• Nouvelles approches pour la mesure temporelle d’impulsions lumineuses attosecondes

Propriétés optiques des matériaux en films minces dans le domaine des rayons X

contact : franck.delmotte@institutoptique.fr

La seule possibilité pour manipuler efficacement les impulsions ultrabrèves dans le domaine extrême ultraviolet (EUV, longueur d’onde de 5 à 50 nm) repose sur l’utilisation de miroirs interférentiels à base d'empilements de couches minces d’épaisseur nanométrique. Le LCF est un des laboratoires pionniers au niveau mondial en termes d’optiques interférentielles multicouche pour le domaine EUV. Il compte parmi les 2 ou 3 laboratoires du monde qui produisent des composants optiques spécifiques et fonctionnels pour des applications très contraignantes telles que les diagnostics plasmas ou encore la manipulation d’impulsions ultra-brèves (femto/attoseconde) qui requiert des optiques très particulières afin de contrôler la phase spectrale.

Le stage consistera à modéliser, optimiser et réaliser des composants optiques multicouches pour le transport et/ou la compression d’impulsions femtosecondes et attosecondes. Un des objectifs du stage sera de tester expérimentalement un nouveau concept de monochromateur multicouche breveté par le laboratoire. Les structures multicouches seront déposées par pulvérisation cathodique magnétron dans la salle blanche de l’Institut d’Optique. La caractérisation se fera par des campagnes de mesures sur synchrotron (SOLEIL à Saclay et/ou ELETTRA à Trieste en Italie). 

Propriétés optiques des matériaux en films minces dans le domaine des rayons X

contact : franck.delmotte@institutoptique.fr

Plusieurs barrières scientifiques et technologiques ont été franchies au cours de ces dernières années grâce au rayonnement X et extrême-ultraviolet (EUV). Les progrès importants réalisés par les composants optiques dédiés à cette gamme spectrale ont également participé à cette évolution. En particulier, les miroirs interférentiels multicouches ont largement démontré leur intérêt dans de nombreux domaine scientifiques et technologiques. L’émergence de nouvelles sources X et de nouvelles applications dans ce domaine spectral requiert des composants optiques toujours plus performants, sur une gamme spectrale étendue et/ou avec des fonctions spécifiques. Cela amène à reconsidérer les structures et les matériaux usuellement utilisés pour réaliser ces composants.


Le sujet de ce stage est d’étudier les propriétés optiques des matériaux en films minces en vue de développer des miroirs plus performant et de pouvoir modéliser correctement les performances des instruments existants. Le ou la stagiaire aura accès pour réaliser ce travail à un ensemble d’outils technologiques de pointe. De plus, ce travail de recherche se fait dans le cadre d’une collaboration entre le LCF, le LLNL (Livermore, CA, USA) et le CXRO (Berkeley, CA, USA).

Etude des performances d'un objectif de microscope X par ptychographie

contact : sebastien.derossi@institutoptique.fr

Depuis quelques années le groupe "optique XUV" du laboratoire Charles Fabry participe au développement d'un microscope à miroirs travaillant à une longueur d'onde de 3,14 nm. La phase de conception optique est terminée et les miroirs ont été fabriqués par notre atelier d'optique. Nous débutons actuellement la phase de métrologie sur un jeu de miroirs "aluminisés" pour valider la conception opto-mécanique sur un interféromètre de Fizeau (visible) de résolution nanométrique. L'enjeu maintenant est de mettre en place une méthode de mesure de la qualité de l'instrument à sa longueur d'onde de travail, à savoir 3 nm. Cette longueur d'onde se situe dans le domaine des rayons X mous. Cela est donc uniquement envisageable sur une source de lumière X de type synchrotron.

L'objectif du stage est de participer au développement de la métrologie X qui devra être mise en place sur le synchrotron SOLEIL. La solution envisagée est de faire un contrôle du front d'onde par ptychographie. Cette technique utilise la diffraction en champ lointain sur un objet connu. Un algorithme itératif permet de remonter au front d'onde qui a éclairé l'objet et de remonter alors à la qualité de l'instrument en cours de test. Le travail demandé est donc de réaliser des simulations numériques (sous matlab) pour qualifier au mieux cette technique à notre problématique de métrologie. L'étudiant.e participera également à la conception de l'expérience en lien direct avec le groupe "optique" de SOLEIL. Enfin l'étudiant.e pourra également participer à la métrologie sur notre interféromètre de la version "aluminisée" du microscope et à la campagne d'étude et de fabrication du revêtement multicouches qui devra être déposé sur les miroirs finaux.

Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet "Equipements d'Excellence" "Etude de la Morphogénèse Cellulaire - MORPHOSCOPE" qui a reçu un financement pour la période 2012-2020. Ce stage peut être éventuellement poursuivi en thèse.

Etude numérique de nouveaux composants XUV à base de réseaux de diffraction

contact : sebastien.derossi@institutoptique.fr

Le domaine XUV (longueur d’onde sub-100 nm) s’est considérablement développé ces dernières années grâce à l’émergence de nouvelles sources de lumière (synchrotron de 4^èmegénération, laser à électrons libres, source à génération d’harmoniques d’ordre élevé). L’utilisation de telles sources pour l’étude des processus ultrarapide et/ou intense nécessite le développement de nouveaux composants optiques efficaces. L’utilisation de réseaux optiques dans la géométrie de diffraction classique (plan d’incidence orthogonal aux traits du réseau) ou conique (plan d’incidence parallèle aux traits du réseau) a connu ces dernières décennies un essor remarquable grâce à la maturité technologique pour sa fabrication.Son usage s’est imposé pour la monochromatisation ou la compression d’impulsions ultra-brèves, ou par exemple dans la réalisation de lame séparatrice, très difficile à concevoir à ces très courtes longueurs d’onde. L'objectif du stage est d’explorer la faisabilité de nouveaux composants optiques XUV à base d’un ou plusieurs réseaux. Les réseaux pourront être lamellaires unidimensionnels ou bidimensionnels (associé avec une structure interférentielle multicouche). Un code matlab et/ou un code C++ seront utilisés pour mener à bien les simulations numériques. 

Nouvelles approches pour la mesure temporelle d’impulsions lumineuses attosecondes

contact : charles.bourassin-bouchet@institutoptique.fr
Depuis leur première observation il y a une quinzaine d’années, les impulsions lumineuses attosecondes (10-18 secondes) ont permis des avancées considérables en rendant possible l’étude des mouvements électroniques dans la matière. Les impulsions attosecondes ont notamment permis de démontrer le caractère non-instantané de l’effet photoélectrique. Ces applications scientifiques sont toutes conditionnées par l’existence de techniques robustes donnant accès à la structure temporelle des impulsions, et permettant donc de confirmer le caractère attoseconde du flash lumineux. Dans la plupart des techniques de mesure temporelle, l’impulsion attoseconde combinée à une impulsion laser femtoseconde traverse un milieu gazeux, libérant un groupe de photoélectrons. On peut alors remonter à la forme temporelle de l’impulsion attoseconde en mesurant la distribution d’énergie des électrons. Bien que mature, cette approche possède certains inconvénients (absence d’information monocoup, effets de cohérence partielle ignorés etc.). Le stage consistera à développer de nouvelles approches ne souffrant pas de ces limitations pour mesurer la structure temporelle attoseconde. Ces approches théoriques seront validées par des simulations numériques. Une mise en oeuvre expérimentale pourra être envisagée sur une ligne de lumière attoseconde (CEA- Saclay).