PhD position in Precision metrology of millimeterwave signals using integrated photonics — EPFL

Descrizione completa

Missione

Il Laboratorio Fotonico Ibrido di EPFL è alla ricerca di candidati di talento e motivati a lavorare nel campo dei Fotonici Integrati per la metrologia di precisione di segnali elettronici di alta qualità a frequenze elevate oltre 100 GHz. Questa è una parte di un consorzio più grande all'interno del Centro Nazionale di Competenza in Ricerca ( Precisione NCCR) .

Gli oscillatori di Millimeterwave e di terahertz sono componenti critici nell'accesso e nella preparazione negli stati di Rydberg (https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.82.1831 ), nella guida e nella lettura di qubit di superconduzione ad alta temperatura (https://arxiv.org/abs/2411.11170 Tuttavia, il progresso in questo settore è attualmente ostacolato dalla difficoltà di raggiungere fonte efficace e rivelatori in questa gamma di frequenze impegnativa che rimane difficile da accedere utilizzando l'elettronica convenzionale. Il nostro laboratorio ha fatto progressi significativi nella concettualizzazione, attuazione e dimostrazione di chip miniaturizzati per generare e rilevare radiazioni terahertz per mezzo di fotonici. Basandosi su queste dimostrazioni, vogliamo ricorrere a fotonici e superconduttori per realizzare rivelatori di onde millimetri coerenti a livello singolo.

Potrai sfruttare la piattaforma di fotonici niobate a basso contenuto di film, che possiamo fabbricare in-house, in EPFL, per realizzare oscillatori e mixer locali a base di chip-scale, fotonics terahertz, i due blocchi di costruzione essenziali necessari per l'esecuzione della metrologia eterodinica ad alta precisione. Ci proponiamo di ottenere un'amplificazione significativa in questo schema di eterodina, massimizzando l'intensità degli oscillatori locali terahertz. Parallelamente, migliorerete le prestazioni del rumore sia sul lato ottico che sul lato terahertz attraverso il blocco ad iniezione e utilizzando segnali diffusi all'interno della rete di diffusione della frequenza SI-traceble prevista all'interno di questo NCCR. Realizzerai questi dispositivi ibridi in-house al cleanroom EPFL utilizzando i protocolli di fabbricazione appena sviluppati disponibili nel gruppo.

Come candidato di successo di un team dinamico, formerai il futuro della tecnologia millimetro-ottico basata su fotonici nel nostro laboratorio giovane e dinamico. Potrai sviluppare piattaforme ibride di prima classe che consentono complesse operazioni ad alta frequenza direttamente all'interno di chip fotonici miniaturizzati.

Vi darà il via a diversi aspetti dello sforzo sperimentale: tecnico (configurazione di un progetto di configurazione di misura ottica, tra cui progettazione di elettronica ad alta frequenza e componenti meccanici personalizzati) e concettuale (sviluppare la teoria della generazione di millimetrowave/terahertz e il rilevamento all'interno di chip fotonici). In laboratorio, imparerai sulle tecnologie ottiche quantiche integrate e free-space e l'ingegneria e l'ottica non lineare. Contribuirai all'automatizzazione delle routine di misura, alla caratterizzazione completa dei campioni fabbricati e alla bridging dell'area della scienza e della tecnologia a microonde/terahertz-ottiche con le più moderne tecniche fotoniche integrate.

Principali doveri e responsabilità

• Sviluppare oscillatori e miscelatori miniaturizzati a onde millimetriche/terahertz e applicarli ai circuiti fotonici, insieme al loro software di guida/hardware, automatizzare le procedure di misura.
• Simulare le proprietà ottiche e mmW/THz utilizzando software di simulazione come COMSOL o CST.
• Caratterizzare i campioni in laboratorio.
• Modelli dati sperimentali dai primi principi utilizzando i codici Matlab/Python.
• Scrivere pubblicazioni scientifiche, brevetti di file, diffondere il lavoro nelle conferenze nazionali e internazionali.
• Mantenere collaborazioni e fornire report periodici che descrivono i vostri progressi all'interno del progetto.

Profilo

• M.Sc. in Fisica o campi correlati, forte interesse in elettronica ad alta frequenza e fotonici integrati, ottica non lineare, elettronica ad alta frequenza, metrologia e/o trasduzione elettro-ottica sono obbligatori.
• Conoscenza in Python, Matlab,