Inventaire
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GORZA Simon-Pierre



Unités


Photonique

Responsable d'Unité : Oui

Le laboratoire OPERA-photonique poursuit des activités de recherche, fondamentales et appliquées qui s’articulent autour de quatre axes principaux dans le domaine de l’optique.

Le premier, en optique non linéaire, se situe à la frontière entre recherche fondamentale et applications technologiques. En particulier, le laboratoire s’attache à améliorer la compréhension des interactions non linéaires du second et du troisième ordre dans les matériaux bidimensionnels comme le graphene, ou dans les guides optiques nano-photoniques semi-conducteurs. Cette activité de recherche est également orientée vers l’étude des dynamiques complexes apparaissant dans les cavités optiques passives non linéaires et vers la conversion de fréquences ultra-efficace, dans des résonateurs ou en propagation guidée. 
Son expertise couvre plus généralement les interactions non linéaires du second et du troisième ordre en propagation libre ou guidée, et dans les résonateurs optiques.
Le développement de solutions originales pour le traitement ultra-rapide de l’information dans le contexte de l’intelligence artificielle constitue le second axe de recherche. Celui-ci porte sur l’implémentation tout-optique ou optoélectronique d’architectures de réseaux neuronaux de type réservoir. Le laboratoire, pionnier dans ce domaine, a développé des solutions basées sur des cavités optiques et sur le multiplexage temporel, spectral et, plus récemment, spatial. L’objectif ainsi poursuivi est de réaliser des ordinateurs analogiques tout-optiques capables de réaliser des tâches inaccessibles aux ordinateurs numériques standards. 
Le troisième axe vise les interactions lumière-matière au niveau quantique et la réalisation de sources de lumière non classiques (émetteurs de photons uniques ou de paires de photons). Ces sujets sont abordés pour leurs aspects fondamentaux mais aussi pour leurs applications au traitement et à la communication quantique de l'information, notamment à la cryptographie quantique. 
Le quatrième axe, en bio-photonique, est actuellement principalement orienté vers la réalisation de senseurs neurologiques optoélectroniques pour le développement des nouvelles générations de neuro-stimulateurs actifs implantables.  

Le laboratoire OPERA-photonique est équipé pour réaliser des expériences dans ses différents domaines de recherche. 

Centre transdisciplinaire de Recherche Optique et Information quantique

Le Centre transdisciplinaire de Recherche Optique et Information quantique '' OptIQ '' comprend trois équipes actives en information quantique, en optique quantique et en optique non-linéaire. Il s'agit du Service d'OPERA-Photonique (Faculté des Sciences appliquées), du Service de Théorie de l'Information et des Communications '' QuIC '' (Faculté des Sciences appliquées) et du Laboratoire d'Information Quantique '' LIQ '' ( Faculté des Sciences). Un premier domaine des activités d' OptIQ concerne l'optique guidée non linéaire. En effet le service OPERA-Photonique a développé une activité de recherche théorique et expérimentale intense au cours des 25 dernières années ayant trait à l'optique non-linéaire dans les fibres et aux phénomènes ultra-rapides.  Sous  l'impulsion de Philippe Emplit et Marc Haelterman, ce groupe a été l'un des précurseurs des recherches sur les solitons noirs grâce à son expertise dans la manipulation et la caractérisation d'impulsions ultra-courtes. La première expérience de soliton noir a été réalisée en 1987, en collaboration avec l'Université de Limoges. Sur la base d'investigations théoriques plus récentes menées notamment en son sein, le groupe a entrepris une activité de recherche expérimentale sur les solitons vecteur et les instabilités modulationnelles dans les fibres. Un des objectifs  de cet effort de recherche est de démontrer l'existence de nouveaux phénomènes solitoniques fondamentaux, et d'analyser leur application potentielle pour les télécommunications optiques. Le service OPERA-Photonique a également initié un projet de recherche sur les sources laser à taux de répétition ultra-hauts. Des techniques de verrouillage de modes passif sont étudiées, en vue de contourner les limitations liées à la largeur de bande électronique. L'une d'entre elles est basée sur l'instabilité modulationnelle dans une cavité laser fibrée passive. Une autre technique originale, actuellement à l'étude, est le verrouillage de modes passif induit par le mélange à quatre ondes dissipatif dans les lasers fibrés dopés à l'erbium. Une deuxième orientation des activités d' OptIQ concerne l'information quantique. Il s'agit d'un domaine de recherche apparu il y a moins de dix ans, né de la prédiction théorique qu'un traitement de l'information à l'échelle quantique offre des possibilités inégalées au niveau classique. A titre d'exemple, la cryptographie quantique (c'est-à-dire l'encryptage d'un message dans les propriétés quantiques d'un porteur d'i