Post-doctorant LACE, projet européen en céramiques pour lasers H/F

Ce contrat postdoctoral est proposé dans le cadre du projet européen LACE d'une durée de 36 mois. Le projet LACE (Lacer CEramics) vise le développement de technologies pour concevoir les premières briques technologiques pour les Lasers Haute Energie (HEL). En particulier, le projet LACE propose une nouvelle approche pour développer des architectures de lasers solides basées sur des céramiques polycristallines transparentes qui peuvent offrir une meilleure gestion thermique, une plus grande compacité ou encore des performances laser plus élevées. Les efforts récents de ce consortium ont montré la possibilité de fabriquer des céramiques transparentes Nd:YAG (YAG dopé au néodyme) de haute qualité optique, c'est-à-dire avec des pertes optiques suffisamment faibles pour assurer de bonnes performances laser, permettant la réalisation de lasers à solide de plusieurs dizaines ou centaines de millijoules à une longueur d'onde de 1 µm. Les matériaux céramiques transparents de la famille des sesquioxydes de Terres Rares (TR) (TR2O3 avec RE = Sc, Y, Lu, La, Gd), dopés avec d'autres dopants comme Ho3+, Tm3+, Dy3+ ou Er3+, également développés ces 5 dernières années par les membres du même consortium, permettent d'étendre la possibilité de longueurs d'onde laser accessibles avec une énergie croissante. L'objectif central de ce projet est de surmonter les barrières technologiques liées à la mise à l'échelle de ces matériaux laser en optimisant les processus de fabrication. Le post-doctorant sera en poste à l'IRCER (Institut de Recherche sur les Céramiques), au sein duquel il sera chargé d'optimiser le procédé de fabrication des céramiques transparentes. Il participera également au développement d'un dispositif expérimental et de procédures permettant de caractériser les propriétés optiques des céramiques transparentes (incluant les mesures de spectroscopie UV-Vis et de diffusion de la lumière, l'identification et la quantification de défauts microstructuraux par microscopie optique confocale, imagerie de fluorescence, etc.). Les procédés d'élaboration qui seront utilisés reposent sur la formulation de suspensions colloïdales, leur mise en forme par diverses techniques, et enfin sur l'utilisation de techniques de frittage non conventionnelles (SPS, HIP, fours métalliques sous vide secondaire, etc.) qui ont été développées au sein de l'IRCER depuis plusieurs années, et dans lequel notre expertise est reconnue internationalement, notamment pour la réalisation de céramiques transparentes pour lasers. Deux axes de recherche seront menés en parallèle. Le premier sera plus spécifiquement dédié à l'étude des défauts microstructuraux résiduels après frittage, très connus pour impacter fortement la qualité optique du matériau, l'objectif étant de déterminer leur origine et de définir et tester des contre-mesures adaptées. La seconde consistera à optimiser les conditions de mise en forme et de frittage afin de produire des céramiques à gradient de dopage avec une concentration contrôlée de dopants luminescents sur l'ensemble de la pièce. Au cours de ces travaux, les céramiques produites seront caractérisées afin de déterminer leur gradient de concentration en dopants par rapport à la géométrie ciblée. Ces caractérisations seront réalisées au sein de l'IRCER grâce au dispositif optique expérimental développé par imagerie de fluorescence ou en collaboration avec les membres du consortium LACE.