Contexte

Depuis plusieurs années, le LNE pilote la plateforme MetriQs, regroupant plusieurs équipes autour du thème des technologies quantiques et de leur caractérisation. Cette plateforme n’inclue actuellement pas de photonique quantique, c’est pourquoi le département photonique du LNE se propose de développer cette brique importante des technologies quantiques.

La métrologie en photonique quantique s’articule autour de 2 sujets complémentaires : la caractérisation métrologique de sources de photons uniques et/ou intriquées, incluant leur distribution de photons, et la caractérisation métrologique des détecteurs de photons uniques. La caractérisation métrologique de détecteurs de photons uniques l’aspect le mieux maitrisé, avec plusieurs méthodes déjà validées par des projets Européens. Le LNE souhaite mettre en place une méthode de caractérisation basée sur l’utilisation d’une source de photons uniques annoncée (SPDC – Spontaneous Parametric Down Conversion) afin d’étalonner des détecteurs de photons uniques de type photodiodes à avalanches, qui seront ensuite utilisés pour caractériser d’autres sources, au sein du LNE et pour ses clients industriels.

L’objectif du stage sera de mettre en place la source SPDC à partir de ses éléments constitutifs, de réaliser des mesures afin d’optimiser son efficacité en mettant en place un montage HBT, puis de réaliser la qualification métrologique en évaluant les principales sources d’incertitudes statistiques (type A) ou systématiques (types B).

Missions

Le(a) stagiaire aura en charge la réalisation du banc ainsi que l’analyse des mesures, et l’évaluation des différentes sources d’incertitudes de la méthode :

1. Se documenter sur la méthode de caractérisation de détecteurs de photons uniques envisagée ;

2. Mettre en place la source SPDC ;

3. Mettre en place le montage de détection HBT ;

4. Evaluer la répétabilité et la reproductibilité de mesures ;

5. Déterminer les principaux paramètres d’influence, et envisager des méthodes d’estimation d’incertitudes et d’améliorations de la mesure en concertation avec le tuteur ;

6. Formaliser la documentation du banc, en incluant ses éléments constitutifs, sa mise en œuvre, les résultats obtenus, les pistes d’amélioration et les incertitudes statistiques et systématiques identifiées.

A l’issue de ces travaux, nous souhaitons disposer d’un banc de mesure opérationnel, qualifié et documenté, pour la caractérisation des détecteurs de photons uniques. Cette méthode devra permettre d’assurer des mesures robustes et traçables, tout en restant flexible d’utilisation et ouverte à des améliorations et développements futurs.

Profil

Vous souhaitez réaliser un stage dans le cadre de votre dernière année d’école d’ingénieur ou de votre Master 2 en physique à dominante optique, idéalement un cursus incluant de l’optique quantique.

Vous avez des connaissances en optique quantique, ainsi que des aptitudes en instrumentation optique et en manipulation de banc.

Vous maîtrisez le pack Office, et notamment Excel.

Votre niveau d’anglais vous permet d’être à l’aise dans le monde professionnel.

Vous êtes reconnu(e) pour votre rigueur, votre autonomie et faite preuve de motivation.

Ce stage pourra donner lieu à une thèse sur la caractérisation des sources de photons uniques et intriqués.