Titre : « Analyse de circuits photoniques pour applications émergentes : réseaux télécoms agiles et imagerie indirecte de l’état de surface des capteurs bio-photoniques »

Composition du jury :

• Rapporteurs :
  • Mr. Claude AMRA (Directeur de Recherche), Institut Fresnel, Marseille,
  • Mr. Philippe GALLION (Professeur), Telecom ParisTech, Paris
  • Mr. Guillaume HUYET (Senior Lecturer and senior research scientist), -** Tyndall Institute, Cork, Ireland
• Examinateurs :
  • Mme. Anne-Marie Haghiri-Gosnet (Directrice de Recherche), Laboratoire de photonique et nano-structures, Marcoussis
  • Mme. Juliette Mangeney, Laboratoire Pierre Aigrain (Ecole Normale Supérieure de Paris), Paris,
  • Mr Aziz BENLARDI-DELAÏ , Professeur, Université Pierre et Marie Curie, Paris
  • Mr Hervé MAILLOTTE, Directeur de recherche, Institut Femto, Besançon
  • Mr Badr-Eddine BENKELFAT, Professeur, Telecom SudParis, Evry

Résumé :

Depuis près d’une cinquantaine d’années, les phénomènes d’interaction lumière-matière dans les composants optoélectroniques ont été exploités pour concevoir et réaliser les composants d’extrémités des réseaux optiques actuels. Parallèlement à cela, les cadres théoriques sous-jacents tels que ceux de la physique du solide et des semi-conducteurs, l’optique quantique et l’optique guidée ont sans cesse été habilement combinés de façon à préparer de nouvelles briques technologiques pour les futures applications ou champs d’exploration (essentiellement grâce à des transpositions d’éléments de physique du solide aux régimes optiques).

A l’occasion de ma soutenance de HDR, je présenterai les principales recherches que j’ai menées depuis mon arrivée à Télécom SudParis (département Electronique et Physique). Celles-ci s’intéressent d’une part à l’élaboration de fonctions de traitement tout optique des signaux télécoms et à l’analyse des composants d’extrémités. L’accent sera mis sur les effets dynamiques dans les amplificateurs hybrides que nous avons développés (EDFA + SOA) et sur les techniques de réflectométrie optique pour l’analyse de la propagation de la lumière dans les composants réalisés en optique intégrée. Les expérimentations fines menées sur les filtres, les défauts actifs optiquement et électriquement et les composants à base de nouveaux matériaux (régime de lumière lente dans les cristaux photoniques) seront présentées.

Dans une seconde partie, les perspectives de recherches qui découlent de ces expériences seront évoquées. En particulier, les applications visées concernent l’extension des techniques de réflectométrie aux problématiques des biocapteurs et également à une reconnaissance biométrique sécurisée. On note qu’actuellement les principales approches couramment utilisées pour ces deux applications reposent sur l’exploitation d’informations partielles (absence de mesure de phase et de polarisation en spectre étroit). Elles peuvent dès lors limiter l’accès à certaines propriétés utiles voire essentielles des milieux étudiés. Pour aller au-delà, les moyens que nous avons développés pour accéder de façon complète au champ électromagnétique (au sens de l’optique linéaire) seront présentés (Complex Optical Low Coherence Interferometry, Optical Frequency Domain Interferometry, Optical Coherence Tomography). Les apports pressentis tant d’un point de vue applicatif que formel seront finalement discutés.