Modélisation du couplage photonique-hydrodynamique pour la nanostructuration laser ultrabrève

La structuration laser femtoseconde permet la fabrication de surfaces nanostructurées fonctionnelles avec des applications en optique, énergie et biomédecine. L’obtention de motifs précis à l’échelle nanométrique nécessite une compréhension approfondie des interactions complexes entre les phénomènes hydrodynamiques et photoniques induits par les impulsions laser ultracourtes.

Cette thèse se concentre sur :

Modélisation hydrodynamique : Développement de méthodes numériques pour résoudre les équations stochastiques de Navier-Stokes en 3D, en intégrant le dépôt d’énergie laser grâce au calcul haute performance sur GPU avec Julia.

Apprentissage automatique pour les simulations multi-échelles : Conception de réseaux neuronaux combinant données expérimentales et contraintes physiques pour modéliser la dynamique des fluides à l’échelle nanométrique.

Dynamiques d’auto-organisation : Étude des instabilités convectives menant à la formation de nanostructures périodiques.

Contrôle des structures chirales : Intégration des effets de couple optique (moments angulaires de spin et orbitaux) pour prédire et générer des nanostructures asymétriques.

Cette recherche vise à repousser les limites des technologies actuelles de nanostructuration laser grâce à des approches innovantes basées sur la modélisation numérique et l’intelligence artificielle.