Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
Les nanostructures optiques et les métasurfaces diélectriques sont des outils efficaces pour moduler les propriétés de la lumière, car elles présentent de faibles pertes optiques et peuvent être le siège de résonances optiques. Elles ont été développées avec succès pour produire des couleurs structurelles, des réponses optiques non linéaires, ainsi que des réponses spectrales spécifiques… Leur conception et leur optimisation numériques sont d'une importance capitale pour atteindre les performances optiques visées.
Activités :
Partie 1. Le premier objectif de ce travail est de mettre en œuvre des méthodes de conception inverse pour développer des métasurfaces diélectriques présentant des réponses spectrales précises et spécifiques. Cette méthode inverse sera couplée aux méthodes numériques développées au sein du groupe de recherche, notamment les méthodes FMM (Fourier Modal Method), RCWA (Rigorous Coupled-Wave Analysis) et FEM (Finite Element Method). Un code numérique sera également écrit afin de déterminer la correspondance entre les spectres obtenus en réflexion ou transmission et l’espace des couleurs.

Partie 2. Le second objectif sera de participer avec les partenaires du projet à la fabrication des métasurfaces designées au laboratoire. Les métasurfaces seront obtenues par lithographie par nanoimpression (NIL).

Partie 3. Le troisième objectif sera de caractériser expérimentalement les métasurfaces sur un banc de spectroscopie optique installé à l’Institut Fresnel. L’objectif est de caractériser les performances optiques et de s’assurer qu’elles sont conformes aux performances attendues. L’accent sera bien entendu porté sur la spectroscopie optique résolue spatialement afin d’obtenir les réponses spectrales en transmission et réflexion, et d’en déduire avec précision la couleur générée.

Mots Clés : Métasurfaces, Couleurs structurelles, Nanophotonique, Spectroscopie optique

Références :
[1] J. Proust, F. Bedu, B. Gallas, I. Ozerov, N. Bonod, “All-Dielectric Colored Metasurfaces with Silicon Mie Resonators,” ACS Nano 10, 7761-7767 (2016)
[2] V. Vashistha, G. Vaidya, A. E. Serebryannikov, N. Bonod, M. Krawczyk, “All Dielectric Metasurfaces Based Cross-Shaped Resonators for Color Pixels with Extended Gamut,” ACS Photonics 4, 1076-1082 (2017)
[3] T. Wood, M. Naffouti, J. Berthelot, T. David, J.-B. Claude, L. Métayer, A. Delobbe, L. Favre, A. Ronda, I. Berbezier, N. Bonod, M. Abbarchi, “All-Dielectric colour filters based on SiGe-based Mie resonator arrays,” ACS Photonics 4, 873-883 (2017)
[4] T. Sanghyuk, J. Berthelot, G. Guida, D. Demaille, E. Garcia-Caurel, N. Bonod, B. Gallas, “Circularly polarized images with contrast reversal using pseudo-chiral metasurfaces,” ACS Photonics 5, 4068-4073 (2018)

Contexte de travail :
Le projet sera mené à l'Institut Fresnel, à Marseille, France (https://www.fresnel.fr/), au sein de l'équipe Clarte. Le groupe Clarte de l'Institut Fresnel p
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
Le candidat ou la candidate devra posséder une solide formation et une expertise en nanophotonique, que ce soit pour le design numérique de métasurfaces ou pour leur caractérisation expérimentale. Une expérience en spectroscopie optique et en microscopie optique est attendue. Une expérience avec Matlab, Python, FORTRAN/C/C++, LaTeX et d'autres logiciels sera également appréciée.
Contraintes et risques :
RAS