Le Laboratoire de nanomatériaux optiques du Département de physique de l’ETH Zurich recherche un doctorant en optique non linéaire pour le calcul analogique.

Un milieu complexe (également appelé milieu désordonné ou aléatoire ) est un système optique qui mélange les degrés de liberté spatiaux et temporels d’un champ incident, entraînant une distribution d’intensité brouillée à sa sortie. Le grand nombre de degrés de liberté internes rend le modèle d’intensité de sortie aléatoire, mais déterministe. Par conséquent, il est possible de caractériser – et même de contrôler – la propagation de la lumière à travers le milieu, permettant au système désordonné d’effectuer diverses tâches lorsqu’il est combiné à des modulateurs programmables. Les applications incluent le contrôle de diverses propriétés de la lumière, telles que l’intensité, la polarisation, le spectre et la cohérence.

Dans le groupe Nanomatériaux Optiques, nous avons introduit une couche supplémentaire de complexité dans les milieux aléatoires : la non-linéarité optique. Le milieu désordonné non linéaire est composé de nanodomaines caractérisés par un tenseur de susceptibilité du second ordre. En tant que tel, chaque nanodomaine génère des ondes de seconde harmonique (SH) avec une amplitude et une phase aléatoires lorsqu’il est excité par un faisceau fondamental. L’interférence des ondes générées conduit à une génération efficace de lumière non linéaire sans conditions strictes sur la polarisation et la longueur d’onde de la lumière fondamentale, ce qui n’est pas possible avec des cristaux massifs. Notre matériau fournit une plate-forme unique pour étudier l’effet combiné de la génération de lumière non linéaire et de la diffusion multiple.

Le projet de thèse vise à exploiter le grand nombre de modes pris en charge par la structure aléatoire pour permettre la création d’opérateurs optiques non linéaires à grande échelle pour l’apprentissage automatique photonique et l’optique quantique. Le premier s’appuie sur la génération de deuxième harmonique pour mettre en œuvre un large réservoir d’opérations non linéaires, tandis que le second implique la caractérisation théorique et expérimentale du processus de conversion paramétrique spontanée (SPDC) dans des milieux désordonnés non linéaires, et le contrôle ultérieur du quantum généré. États.

Le projet comprendra toutes les étapes depuis : la fabrication des échantillons désordonnés non linéaires, réalisée dans le laboratoire de chimie du groupe, suivie de la caractérisation optique et matérielle ; étude des propriétés fondamentales de l’interaction entre la diffusion multiple et la génération non linéaire ; conception et mise en œuvre d’un réseau neuronal photonique basé sur le vaste réservoir d’opérations non linéaires aléatoires ; étude théorique et expérimentale du processus SPDC dans des milieux aléatoires non linéaires et du contrôle de l’état des photons générés.

La date de début préférée est juin 2024.

Le candidat retenu doit être créatif, bien organisé et très motivé pour travailler dans un laboratoire photonique, en mettant l’accent sur les expériences d’optique en espace libre avec des systèmes désordonnés non linéaires. Le candidat doit être titulaire d’une maîtrise en physique, génie quantique, génie électrique, photonique ou dans un domaine connexe.

L’ETH Zurich est un employeur favorable aux familles et offrant d’excellentes conditions de travail. Vous pouvez vous attendre à un environnement de travail passionnant, à une diversité culturelle ainsi qu’à des offres et avantages attrayants.

Nous attendons avec impatience de recevoir votre candidature comprenant

• une lettre de motivation
• CV
• relevés de notes de baccalauréat et de maîtrise
• coordonnées de deux arbitres.

Pour plus d’informations, veuillez contacter Prof. Rachel Grange ( grange@phys.ethz.ch ) ou visitez notre site Internet . Seules les candidatures soumises via l’outil en ligne seront prises en compte.