Capteur multi-physique à la convergergence entre l’optomécanique et la photonique // Merging Optomechanics and Photonics: A New Frontier in Multi-Physics Sensing

Les capteurs optomécaniques représentent une classe de dispositifs MEMS de pointe, offrant une sensibilité exceptionnelle, une large bande passante, et permettant une co-intégration avec les dispositif usuels réalisés sur les plateformes de photonique sur silicium. Ces capteurs ouvrent la voie à de nombreuses applications, notamment pour des accélérometres, comme spectrométres de masse ou encore pour la détection de gaz. Par ailleurs, les capteurs optiques basés sur des circuits photoniques intégrés (désignés sous l'acronyme PIC pour "Photonic Integrated Circuits") ont également démontré un fort potentiel pour la détection de gaz.

Ce doctorat a pour objectif le développement d’un capteur multi-physique hybride, intégrant à la fois des composants optomécaniques et photoniques, afin d’améliorer significativement les performances de détection. En combinant ces deux technologies, le capteur offrira une capacité de détection multi-dimensionnelle inédite.

Le doctorant travaillera au CEA-Leti, un institut de recherche de renommée internationale, et bénéficiera d’un accès à des équipements de pointe ainsi qu’à une expertise reconnue en fabrication MEMS, photonique intégrée et intégration de capteurs.

Les travaux porteront sur :

-Conception du capteur : approche analytique et simulation numérique par éléments finis pour optimiser l’architecture du dispositif

-Fabrication en salle blanche : collaboration avec les équipes spécialisées du CEA pour réaliser le capteur en silicium

-Caractérisation expérimentale : réalisation de mesures optomécaniques et photoniques

-Intégration et évaluation du système : validation des performances et intégration avec les interfaces optiques, électroniques et fluidiques.

Cette thèse offre une opportunité unique d’explorer la convergence entre MEMS et photonique sur silicium dans un environnement de recherche de très haut niveau. Les applications visées incluent la santé, la surveillance de l’environnement et l’industrie.

Le CEA-Leti recherche un(e) candidat(e) motivé(e), passionné(e) par les MEMS, la photonique et les capteurs, prêt(e) à s'investir dans ce sujet passionnant!
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Optomechanical sensors are a groundbreaking class of MEMS devices, offering ultra-high sensitivity, wide bandwidth, and seamless integration with silicon photonics. These sensors enable diverse applications, including accelerometry, mass spectrometry, and gas detection. Optical sensors, leveraging photonic integrated circuits (PICs), have also shown great potential for gas sensing.

This PhD focuses on developing a hybrid multi-physics sensor, integrating optomechanical and optical components to enhance sensing capabilities. By combining these technologies, the sensor will provide unprecedented multi-dimensional insights, pushing MEMS-enabled silicon photonic devices to new limits.

At CEA-Leti, you will access world-class facilities and expertise in MEMS fabrication, photonics, and sensor integration. Your work will involve:

-Sensor Design – Using analytical Tools and simulation software for numerical analysis to optimize device architecture.

-Cleanroom Fabrication – Collaborating with CEA’s expert teams to develop the sensor.

-Experimental Characterization – Conducting optomechanical and optical evaluations.

-Benchmarking & Integration – Assessing performance with optics, electronics, and fluidics.

This PhD offers a unique chance to merge MEMS and silicon photonics in a cutting-edge research environment. Work at CEA-Leti to pioneer next-generation sensor technology with applications in healthcare, environmental monitoring, and beyond. Passionate about MEMS, photonics, and sensors? Join us and help shape the future of optomechanical sensing!
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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Composants Silicium (LETI)
Service : Service Intégrations et Technologies pour les conversions d'énergies
Laboratoire : Laboratoire des technologies d'Intégration des Capteurs et Actionneurs
Date de début souhaitée : 01-10-2025
Ecole doctorale : Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
URL : https://orcid.org/0000-0002-8235-8414

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département Composants Silicium (LETI)
Service : Service Intégrations et Technologies pour les conversions d'énergies

Bac + 5 in Mechanics / Physics / Optics