Photonique terahertz omniprésente

Ubiquitous Terahertz Photonics

Notre équipe cherche à pourvoir plusieurs postes aux niveaux de la maîtrise (MSc) et du doctorat (PhD) dans les domaines de l’optique classique et quantique, ainsi que de leurs applications en communications sans fil et en imagerie par ondes térahertz (THz).

Our group currently has several MSc and PhD openings in the fields of classical and quantum optics and their applications in THz wireless communications and THz imaging.

Futurs tudiants:
Les étudiant(e)s motivé(e)s sont toujours encouragé(e)s à postuler à notre groupe de recherche pour des programmes de maîtrise, de doctorat ou même de baccalauréat (stage UPIR ou stage d’été). Nos domaines de recherche actuels comprennent la micro- et la nano-photonique, l’optique quantique, l’imagerie et les communications par ondes térahertz (THz), les capteurs optiques ainsi que les textiles intelligents.

Prospective Students:
Motivated MSc and PhD students are always welcome to apply. Our current interests are in the micro- and nano- photonics, quantum optics, THz imaging and wireless communications, optical sensors and smart textiles.

	2023: M. Skorobogatiy INNOVATIO: Le Webzine de la recherche de Polytechnique DES FIBRES VIRTUOSES VIRTUOSO FIBERS (In French with English subtitles)
	2022: M. Skorobogatiy Avec Maksim Skorobogatiy LES ONDES TERAHERTZ THE TERAHERTZ WAVES (In French)

	2022/12 - Des travaux de notre équipe sur les circuits térahertz (THz) intégrés plasmoniques figurent parmi les découvertes de 2022 de la revue Optics and Photonics News. Our reserch in integrated plasmonic THz circuits has been selected for the Optics Photonics News s annual feature review of some of the most interesting research in optics and photonics published in 2022 (according to the Optical Society of America): Y. Cao, K. Nallappan, H. Guerboukha, G. Xu and M. Skorobogatiy, "Versatile Reconfigurable Terahertz Plasmonic Circuits," Optics Photonics News, December Special Issue "Optics in 2022"
	2022/07 - La bande térahertz (THz) est considérée comme la prochaine frontière des communications sans fil. Les techniques émergentes de multiplexage des signaux THz devraient permettre d’augmenter considérablement la capacité des communications THz, bien au-delà de la limite d’un canal unique. Dans ce travail, (voir l'exposé par Poly ici) nous explorons la modalité de multiplexage par répartition en fréquence (FDM) THz, rendue possible par un multiplexeur add-drop (ADM) basé sur des guides d’ondes plasmoniques et fonctionnant à une fréquence porteuse d’environ 140 GHz. Terahertz (THz) band is considered to be the next frontier in wireless communications. The emerging THz multiplexing techniques are expected to dramatically increase the information capacity of THz communications far beyond a single channel limit. In this work, we explore the THz frequency-division multiplexing modality enabled by an add-drop multiplexer (ADM) based on modular two-wire plasmonic waveguides operating at ~140 GHz carrier frequency: Y. Cao, K. Nallappan, G. Xu and M. Skorobogatiy, "Add drop multiplexers for terahertz communications using two-wire waveguide based plasmonic circuits," Nature Communications, vol. 13, 4090 (2022) ; DOI: 10.1038/s41467-022-31590-z
	2022/03 - Dans cet article, une nouvelle technique d’impression 3D « à l’infini » est explorée pour fabriquer des fibres de plusieurs mètres de long en polypropylène, avec un noyau suspendu, une dispersion proche de zéro et une faible perte, destinées aux applications en communications térahertz (THz). L’impression 3D « à l’infini » permet une fabrication continue de fibres de longueur illimitée présentant des géométries transversales complexes, en utilisant des composites thermoplastiques avancés, ce qui constitue une alternative viable à l’extrusion et au fibrage. In this work, a novel infinity 3D printing technique is explored to fabricate few-meter-long low-loss near-zero dispersion suspended-core polypropylene fibers for application in terahertz (THz) communications. An infinity 3D printing allows continuous fabrication of unlimited in length fibers of complex transverse geometries using advanced thermoplastic composites, which, is poised to become a viable alternative to extrusion and fiber drawing: G. Xu, K. Nallapan, Y. Cao and M. Skorobogatiy, "Infinity Additive Manufacturing of Continuous Microstructured Fiber Links for THz Communications," Scientific Reports, vol. 12, 4551 (2022) ; DOI: 10.1038/s41598-022-08334-6
	2021/11 - La microscopie à immersion solide (IS) est une modalité d’imagerie moderne qui surmonte la limite de diffraction d’Abbe et ouvre de nouvelles perspectives dans diverses branches de l’optique visible, infrarouge, térahertz et millimétrique. Dans cet article, une méthode pour résoudre le problème inverse de la microscopie IS est développée, capable de reconstruire la distribution de l’indice de réfraction complexe de l’objet cible avec une résolution spatiale inférieure à la longueur d’onde, tout en se basant uniquement sur des mesures d’intensité. Solid Immersion (SI) microscopy is a modern imaging modality that overcomes the Abbe diffraction limit and offers novel applications in various branches of visible, infrared, terahertz, and millimeter-wave optics. In this paper, a method for resolving the SI microscopy inverse problem is developed, capable of reconstructing the RI distribution at the object imaging plane with subwavelength spatial resolution, while performing only intensity measurements: N.V. Chernomyrdin, M. Skorobogatiy, K.I. Zaytsev, et al., "Quantitative super-resolution solid immersion microscopy via refractive index profile reconstruction," Optica, vol. 8(11), pp. 1471-1480 (2021) ; DOI: 10.1364/OPTICA.439286
	2021/09 - L’intérêt croissant pour les effets biologiques de l’exposition des tissus et des cellules au rayonnement térahertz (THz) est motivé par les progrès rapides de la biophotonique THz. Malgré l’attrait de la technologie THz pour le diagnostic médical et la thérapie, les connaissances sur les limites de sécurité de l’exposition au THz restent limitées. Différents modes d’exposition aux ondes THz, incluant le rayonnement continu ou pulsé, diverses puissances ainsi que le nombre et la durée des cycles d’exposition, sont systématiquement étudiés. An increasing interest in biological effects of tissue and cell exposure to the terahertz (THz) radiation is driven by a rapid progress in THz biophotonics. Despite the attractiveness of THz technology for medical diagnosis and therapy, there is still limited knowledge about safe limits of THz exposure. Different modes of THz exposure including continuous-wave versus pulsed radiation, various powers, and number and duration of exposure cycles, are systematically studied: Invited Review: O.P. Cherkasova, M. Skorobogatiy, K.I. Zaytsev, et al., "Cellular effects of terahertz waves," Journal of Biomedical Optics, vol. 26 (9), 090902 (2021) ; DOI: 10.1117/1.JBO.26.9.090902
	2021/02 - $1M de financement FCI pour un projet collaboratif en nano fabrication additive (Pr Skorobogatiy, Pr T. Gervais) est octroyé dans le cadre du projet d'un Centre d'interfaces hybrides et de couches minces intelligentes (CIC) piloté par Pr Ghassan Jabbour à l'Université d'Ottawa. Ce projet vise utilisation du systéme BMF afin d'explorer les surfaces microstructurées pour application en photoniques, capteurs et nanofluidique. Collaboration of Pr M. Skorobogatiy and Pr T. Gervais receives $1M in funding from Canada Foundation for Innovation for their research initiative in microstructured surfaces for applications in photonics, sensors and nano-fluidics.
	2020 - Notre recherche sur les circuits plasmoniques THz imprimés en 3D a été publiée dans Optica, la revue phare de l’Optical Society of America. Ce travail ouvre de nouvelles opportunités pour les circuits photoniques densément intégrés et leurs applications en communications THz (6G), ainsi que pour des capteurs THz ultrasensibles. Our reserch in 3D-printed plasmonic THz circuits is published in the Optical Society of America flagship journal Optica. This work opens new opportuinities for densly integrated photonic circuits and their applications in THz Communications (6G), as well as ultra-sensitive THz sensors: Y. Cao, K. Nallappan, H. Guerboukha, G. Xu, and M. Skorobogatiy, "Additive manufacturing of highly reconfigurable plasmonic circuits for terahertz communications," Optica vol. 7(9), pp. 1112-1125 (2020)
	2019/11 - Des travaux de notre équipe sur les dispositifs optiques poreux ont été sélectionnés parmi les découvertes de 2019 de la revue Optics and Photonics News. Our reserch in high performance porous materials for THz optical component design, as well as techniques for their fabrication has been selected for the Optics Photonics News s annual feature review of some of the most interesting research in optics and photonics published in 2019 (according to the Optical Society of America): H. Guerboukha, K. Nallappan, Y. Cao, M. Seghilani, J. Aza a, and M. Skorobogatiy "Porous components: new paradigm in the design of low-loss optical components," Optics Photonics News, December issue "Optics in 2019"
	2019/06 - L’ère des térahertz, c’est pour bientôt! Dans le laboratoire de la Chaire de recherche du Canada en photonique térahertz omniprésente, dirigé par le Pr Maksim Skorobogatiy, de nombreux projets donnent un élan à l’exploitation des ondes térahertz (THz). Cette exploitation pourrait favoriser le développement de nouvelles technologies en imagerie, ainsi que constituer une solution à la saturation des réseaux de télécommunications soumis à la demande croissante de contenus gourmands en bande passante. Our reserch in real-time super-resolution THz imaging is published in the Optical Society of America flagship journal Optica. It opens new opportuinities for practical application of fast hight-resolution THz imaging: H. Guerboukha, K. Nallappan, and M. Skorobogatiy, "Exploiting k-space/frequency duality toward real-time terahertz imaging," Optica, vol. 5, pp. 109-116 (2018)
	2018 - Notre revue complète de l’état de l’art de l’imagerie térahertz en temps réel a été publiée dans Advances in Optics and Photonics, la revue de référence de l’Optical Society of America. En raison de la transparence relative de nombreux diélectriques secs dans le domaine spectral des THz (qui sont autrement opaques dans le visible), ainsi que de la nature non ionisante des ondes THz, l’imagerie THz promet de nombreuses applications industrielles révolutionnaires dans le contrôle qualité non destructif, la sécurité et la surveillance. Nous passons ici en revue plusieurs des technologies clés qui pourraient bientôt permettre de faire sortir l’imagerie THz du laboratoire pour l’intégrer dans le monde réel. Our in-depth review of the state of the art in real-time THz imaging is published in the Optical Society of America flagship review journal of Advances in Optics and Photonics. Due to relative transparancy of many dry dielectrics in the THz spectral range (that are otherwise opaque in the visible), as well as non-ionising nature of the THz waves, THz imaging promises many breakthrough industrial applications in non-distructive quality control, security and monitoring. Here we review many of the key enabling technologies that can soon bring THz imaging from the lab and into the real world: H. Guerboukha, K. Nallapan, M. Skorobogatiy, "Review: Towards real-time THz imaging," Advances in Optics and Photonics, vol. 10 (4), pp. 843-938 (2018); https://doi.org/10.1364/AOP.10.000843
	2018 -Nos laboratoires développent des batteries lithium-ion (LIB) flexibles et rechargeables en forme de fil, fabriquées en fusionnant un fil métallique électrochimiquement activé (cathode) avec un autre fil métallique électrochimiquement activé (anode). Une couche composite tout-solide, fonctionnant à la fois comme électrolyte et séparateur, est placée entre les deux électrodes lors du conditionnement. Les fibres ainsi développées peuvent être utilisées pour le stockage d’énergie flexible et sont particulièrement adaptées à l’intégration dans des textiles intelligents. Our labs develops flexible rechargeable wire-shaped lithium ion batteries (LIB) fabricated by fusing an electrochemically activated metallic wire (cathode) together with another electrochemically activated metallic wire (anode). An all-solid composite layer functioning both as an electrolyte and a separator is placed between the two electrodes during packaging. Thus developped fibers can be used for compliant energy storage and are well suited for integration into smart textiles: H. Qu, X. Lu, and M. Skorobogatiy, "All-Solid Flexible Fiber-Shaped Lithium Ion Batteries," Journal of the Electrochemical Society, vol. 165 (3), pp. A688-A695 (2018) http://dx.doi.org/10.1149/2.1001803jes
	2017 - Nos recherches sur la fabrication de films, fibres et textiles piézoélectriques, ainsi que leurs diverses applications dans la récupération d’énergie, les dispositifs portables et la détection, ont été publiées dans ACS Nano, la revue phare de l’American Chemical Society. Our research in fabrication of piezoelectric films, fibers and textiles and their various applications in energy harvesting, wearables and sensing is published in the American Chemical Society flagship journal ACS Nano: X. Lu, H. Qu, and M. Skorobogatiy, "Piezoelectric Micro- and Nanostructured Fibers Fabricated from Thermoplastic Nanocomposites Using a Fiber Drawing Technique: Comparative Study and Potential Applications," ACS Nano, (2017) DOI: 10.1021/acsnano.6b08290
	2016 - Notre revue invitée approfondie sur l’état de l’art de l’application des nanotechnologies aux textiles électroniques a été publiée dans ACS Nano, la revue phare de l’American Chemical Society. Our in-depth invited review of the state of the art in application of nanotechnology in electronic textiles is published in the American Chemical Society flagship journal ACS Nano: "Nanotechnology in Textiles," ACS Nano, (2016) DOI: 10.1021/acsnano.5b08176
	2015 - Notre article sur les batteries flexibles en fibre pour des applications dans les textiles intelligents a été sélectionné par Smart Materials and Structures (IOP) parmi les publications remarquables de 2015. Our article on flexible fiber batteries for applications in smart textiles has been selected by the IOP Smart Materials and Structures for the Highlights of 2015 collection.