Oscillateur à la limite du bruit quantique pour des techniques de compression lumineuse / Quant[...]

Projet de thèse (FR)

Ce projet de thèse porte sur la fabrication et la démonstration expérimentale d'un oscillateur mécanique dont le mouvement est limité par le bruit de pression de radiation quantique d'un faisceau laser.

L'oscillateur sera constitué d'un miroir ultra-léger, d'une masse d'environ 100 mg, suspendu comme un pendule microscopique par deux fibres de silice fondue plus fines qu'un cheveu humain. Le miroir sera intégré dans une cavité optique suspendue, conçue pour amplifier les fluctuations quantiques du champ laser. Son mouvement sera mesuré avec une grande précision grâce à des techniques dédiées. Après avoir démontré un mouvement limité par le bruit quantique, ce système servira de plateforme pour explorer de nouvelles méthodes permettant de dépasser les limites imposées par le bruit quantique dans les mesures optiques.

Le ou la doctorant·e jouera un rôle actif dans la fabrication du miroir suspendu, en utilisant les installations dédiées du laboratoire Artemis. Ce travail inclura l'étirage de fibres ultra-fines de silice fondue, leur soudure à un substrat de miroir sur mesure, ainsi que la caractérisation de leur bruit thermique. Les premiers résultats de fabrication sont attendus dès la première année du projet et devraient donner lieu à une première publication.

La deuxième phase de la thèse se concentrera sur l'assemblage de la cavité optique suspendue, la mesure des propriétés de bruit thermique du miroir, et l'optimisation du système pour des expériences de détection limitée par le bruit quantique.

PhD Project (EN)

This PhD project focuses on the fabrication and experimental demonstration of a mechanical oscillator whose motion is limited by the quantum radiation‑pressure noise from a laser beam.

The oscillator will consist of an ultra‑light mirror, with a mass of approximately 100 mg, suspended as a microscopic pendulum by two fused‑silica fibers thinner than a human hair. The mirror will be integrated into a suspended optical cavity designed to enhance the quantum fluctuations of the laser field. The motion of the mirror will be measured with high precision using dedicated techniques. After demonstrating quantum‑noise‑limited motion, the system will serve as a platform to demonstrate novel methods for surpassing quantum noise limits in optical measurements.

The PhD candidate will play an active role in the fabrication of the suspended mirror using the Artemis laboratory's dedicated facilities. This work includes pulling ultra‑thin fused‑silica fibers, welding them to a custom mirror substrate, and characterizing their thermal noise. Initial fabrication results are expected to happen within the first year of project and lead to a first publication.

The second phase of the thesis will focus on assembling the suspended optical cavity, measuring the thermal‑noise properties of the mirror, and optimizing the system for quantum‑noise sensing experiments.

Informations pratiques

Début de la thèse : 01/10/2026

Funding category: Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Qualifications

Le candidat ou la candidate doit être titulaire d'un master en physique, avec de solides connaissances en optique. Une expérience en physique expérimentale serait un atout majeur, sans être strictement obligatoire. Nous recherchons une personne motivée, souhaitant développer des compétences pratiques en laboratoire et capable de travailler efficacement en équipe tout en faisant preuve d'autonomie.

The candidate should hold a Master's degree in Physics, with a solid background in optics. Experience in experimental physics is highly desirable but not strictly required. We seek a candidate with a strong motivation to develop hands‑on laboratory skills and that can work well in autonomy within a team.