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Paul Cavalier

Échantillonnage direct de franges lumineuses avec des nanodétecteurs supraconducteurs dans un interféromètre en optique intégrée : application à la conception et la réalisation d'un micro-spectromètre SWIFTS

Publié le 8 mai 2011


Thèse soutenue le 18 mai 2011 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Grenoble - Spécialité : Micro et Nanoélectronique

Résumé :
Ce travail porte sur la réalisation d'un microspectromètre SWIFTS (Stationary Wave Integrated Fourier Transform Spectrometer) incluant des compteurs de photons SNSPD (Superconducting Nanowire Single Photon Detector). Il met en œuvre un interféromètre intégré à guide d'onde en arête bouclé, en SiN, sous lequel sont disposés 24 nanofils supraconducteurs SNSPD en NbN échantillonnant les interférences au pas de 160nm, à une longueur d'onde centrée sur 1,55µm. La conception, l'étude des composantes optique et électronique, la fabrication et la caractérisation à 4,2K sont décrites, jusqu'à la mise en évidence d'une modulation de puissance lumineuse dans le guide conformément à la formation attendue d'interférences. Le SWIFTS-SNSPD constitue le premier dispositif optoélectronique supraconducteur à part entière, doublement intégré. Sa capacité unique d'échantillonnage direct de franges d'interférences ouvre de nombreuses perspectives, pour des applications allant de l'astrophysique aux télécoms.

Jury :
M. Pierre Benech
M. Philippe Feautrier
M. Jean-Paul Maneval
Mme Laurence Mechin
M. Jean-Claude Villegier
M. Hugo Zbinden
Invités : M. Christophe Constancias et M. Hervé Geoffray
Directeur de thèse : M. Philippe Feautrier
Co-dirigée par : M. Jean-Claude Villegier

Mots clés :
SWIFTS, Spectromètre à transformée de Fourier, Dispositif Intégré Supraconducteur, Optoélectronique Intégrée Refroidie, SNSPD NbN, Compteur de Photons Supraconducteur

Thèse en ligne.