Tesi sul tema "Optique et IR proche"
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Doule, Claude. "Amplification parametrique optique en regime femtoseconde et tomographie optique coherente : deux methodes d'imagerie proche infrarouge dans des milieux diffusants". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2000. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00713989.
Abstract (sommario):
Les travaux présents dans ce mémoire concernent l'imagerie par voie optique proche infrarouge dans un milieu qui diffuse la lumiere. L'application visee est une imagerie in vivo de l'intérieur des tissus biologiques. Deux techniques expérimentales différentes, opérant en configuration de retrodiffusion, ont ete développées. Leur principe commun est la sélection temporelle de la lumière revenant de l'objet éclaire. Pour la première technique, l'amplification paramétrique optique en régime femtoseconde a permis la réalisation d'une porte temporelle de 200 femtosecondes. Les images résolues temporellement sont obtenues a la cadence vidéo, directement a deux dimensions. Le choix d'un accord de phase non colineaire de type ii permet a la fois l'optimisation de la résolution spatiale latérale et l'obtention des images résolues temporellement sur fond noir. Les performances de cette technique ont été évaluées a travers différents milieux artificiels, liquides ou solides, qui diffusent plus ou moins fortement vers l'avant. Pour la seconde technique, une diode superluminescente remplace avantageusement la source laser femtoseconde de la technique precedente. C'est alors la faible longueur de cohérence temporelle de la source lumineuse qui permet la selection temporelle du signal lumineux grâce a une mesure interferometrique. Pour cette technique, connue sous le nom de tomographie optique cohérente (oct), nous avons mis en uvre un système de détection hétérodyne en modulant la phase du faisceau signal grâce a l'effet electro-optique. Des images de tissus biologiques, acquises point par point, ont pu ainsi être réalisées : par exemple une coupe longitudinale d'un il de lapin et une image 2d, perpendiculairement a sa surface, d'un oignon.
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Nicaise, Paul. "Développement de détecteurs à inductance cinétique pour l'infrarouge proche et le visible". Electronic Thesis or Diss., Université Paris sciences et lettres, 2022. http://www.theses.fr/2022UPSLO013.
Abstract (sommario):
Les détecteurs à inductance cinétique (MKIDs) sont des résonateurs LC à haut facteur de qualité faits à partir de couches minces supraconductrices. Ils peuvent simultanément déterminer le temps d'arrivée de chaque photon en mesurant leur énergie sans optique supplémentaire. Grâce au pouvoir de multiplexage des MKIDs qui permet de facilement réaliser des matrices de plusieurs kilopixels, cette technologie est au centre de l'attention pour les nouvelles applications en astronomie. Parmi eux se trouve l'instrument SpectroPhotometric Imaging for Astronomy with Kinetic InductanceDetectors (SPIAKID), projet du GEPI à l'Observatoire de Paris. Nous utilisons la technologie MKID pour construire un spectrophotomètre composé de 20 000 pixels qui sera déployé sur le New Technology Telescope (NTT) de 3.6m au Chili à l'horizon 2025. SPIAKID s'intéressera à la population stellaire des galaxies naines ultra faibles du Groupe Local pour mieux comprendre la formation des galaxies ainsi que la matière noire. Nous présenterons dans ce travail de thèse un design novateur pour améliorer le couplage optique entre les photons incidents et la partie sensible du détecteurMicrowave Kinetic Inductance Detectors (MKIDs) are superconductive thin films LCresonators with high quality factors. They can simultaneously record single-photon events and measure their energy without any added optics. Combined with the ease of multiplexing thousands of pixels into a large array, MKIDs are now at the heart of current and upcoming ground-based astronomy applications .Among them is the SpectroPhotometric Imaging for Astronomy with Kinetic InductanceDetectors (SPIAKID) project at Paris Observatory. We are using MKID technologyto build a 20,000 pixels spectrophotometer that will be deployed in 2025 on the 3.6m New Technology Telescope (NTT) in Chile. SPIAKID aims to study the population andmetallicity of stars in Ultra Faint Dwarf (UFD) galaxies in the Local group to have abetter understanding of galaxy formation and evolution. We will present an original design intended to improve the optical coupling between incident photons and the absorber part of the detector
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Garnache, Arnaud. "Etude et réalisation de nouveaux types de lasers proche infrarouge pour la spectroscopie d'absorption intracavité laser : dynamique des lasers fortement multimodes". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1999. http://www.theses.fr/1999GRE10256.
Abstract (sommario):
Des nouveaux lasers large bande tout solide emettant dans le proche-ir fonctionnant en continu et a temperature ambiante ont ete developpes. Apres une etude fine des cavites lasers et de la dynamique spectro-temporelle, ces systemes ont ete utilises en spectroscopie d'absorption a haute sensibilite et resolution par intracavite laser. Les performances limites ont ete etudiees experimentalement, theoriquement et a l'aide de simulations numeriques. Un systeme laser prometteur base sur l'utilisation de structure a semiconducteur a multipuits quantiques du type vcsel a cavite externe, pompe par diode, a ete developpe. La conception de la structure, novatrice, a ete etudiee et optimisee. Une limite de detection inferieure a 10 1 0/cm a ete atteinte avec une accordabilite intrinseque de 75-nm vers 1-m. Une structure a distribution inhomogene de puits a permis d'elargir la courbe de gain. La dynamique a ete etudiee sur une plage temporelle allant de la microseconde a la seconde. En continu le laser operait monofrequence. Ce systeme, de classe-a, presente des caracteristiques ideales. Il est adequate pour la spectroscopie intracavite laser, la detection de trace de gaz et la realisation de sources lasers compactes de puissance, monofrequence ou a pulses ultra-courts. Un systeme laser large bande a base de nd:verre pompe par diode a ete developpe. Une limite de detection de 5. 10 1 1/cm a ete atteinte avec un spectre large bande grace a l'inhomogeneite spectrale du gain. Les systemes a base de verre dope de terres rares sont adequates pour la spectroscopie intracavite laser (iclas) et la detection de trace de gaz. La dynamique au demarrage des lasers multimodes inhomogene a ete etudiee. Un laser fortement inhomogene de classe-b est inadequate pour l'iclas, du fait de fortes oscillations de relaxations temporelles et spectrales. Malgre un demarrage fortement non-lineaire, la dynamique observee est deterministe, reguliere, non-chaotique. Un laser de classe-a fortement inhomogene semble adequate, ne presentant pas de relaxations d'oscillations. Les modeles classiques utilises pour etudier la dynamique des lasers ont montre un parfait accord avec l'experience. Des annexes presentes les methodes utilisees pour les simulations, les details de calculs de differents parametres et les programmes utilises.
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Breteau, Jean-Marc. "Etude de materiaux dopes ni**(2+) et co**(2+) pour laser accordable a fonctionnement continu dans le proche infrarouge". Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066357.
Abstract (sommario):
Les composes mgf::(2): ni, mgf::(2): co, kznf::(3): ni, kznf::(3): co et mga1::(2)o::(4): ni font l'objet d'une etude spectroscopique pour determiner leurs caracteristiques en tant que materiaux pour laser accordable a fonctionnement continu dans le proche i. R. (1 mu m a 2 mu m). Nous montrons le role de la concentration en ions actifs sur l'intensite et la duree de vie de fluorescence i. R. Ainsi que l'importance des transferts d'energie et de la reabsorption dans l'etat excite. Pour l'ensemble des materiaux, les transitions radiatives et non radiatives font l'objet d'une etude approfondie qui met en evidence des differences de comportement comparees a des etudes similaires sur les terres rares ainsi que la relation existant entre le niveau de dopage et la force du couplage electron-phonon. Une description detaillee de l'etude et de la realisation du laser accordable mgf::(2) : ni est faite
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Delaye, Philippe. "Etude des non-linéarité photoréfractives dans les composés semi-isolants III-V et II-VI : influence d'une irradiation électronique". Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 1993. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00608575.
Abstract (sommario):
Ce manuscrit présente l'étude de l'effet photorefractif dans le proche infrarouge et, plus particulièrement, l'étude des matériaux sensibles dans cette gamme de longueurs d'onde. la première partie du travail a consiste a étudier les matériaux existants, provenant de la microélectronique, le GaAs et l'InP. Les études réalisées, tant expérimentales que théoriques, ont permis de comprendre leurs propriétés et de mettre en évidence leurs limitations, notamment pour les applications dans la gamme de longueurs d'onde autour de 1,3 m. au vu de ces résultats, nous avons propose une technique d'optimisation des performances de gaas utilisant l'irradiation électronique. L'irradiation induit une légère variation du niveau de fermi, qui doit favoriser l'effet photorefractif a 1,3 m. Les résultats obtenus ont montre que l'effet attendu était fortement contrebalance par la création au milieu de la bande interdite, d'un défaut d'irradiation. L'influence directe de ce défaut a été établie grâce au développement d'un modèle théorique de l'effet photorefractif prenant en compte deux niveaux de pièges profonds. En parallèle a cette étude de l'effet d'irradiation, nous avons travaille sur les composes ii-vi, comme le CdTe. Les premiers cristaux étudiés présentent des gains photorefractifs intéressants avec des faisceaux de faible puissance. Ces résultats confirment les promesses de ces cristaux pour une extension de l'effet photorefractif vers 1,5 m. Pour finir, nous présentons une technique d'amplification du gain photorefractif qui utilise l'application d'un champ alternatif carre. une augmentation du gain d'un ordre de grandeur est obtenue.
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Brissinger, Damien. "Étude et manipulation de modes résonants en champ proche optique". Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00678449.
Abstract (sommario):
Avec l'évolution rapide des techniques de nanofabrication et les besoins croissants d'intégration et d'utilisation à moindre coût énergétique, l'étude et la manipulation de résonances électromagnétiques d'objets de faibles dimensions représentent des enjeux cruciaux. Un des objectifs de ce travail de thèse a donc été d'approfondir nos connaissances de l'interaction entre le champ électromagnétique et la matière. Dans ce but la réalisation conjointe d'expériences en champ proche optique et le développement numérique de modèles associés nous ont permis d'étudier différentes résonances électromagnétiques basées sur l'interaction lumière-matière au sein d'objets de dimensions sub-micrométriques. Dans une première partie, ce manuscrit présente les phénomènes mis en jeu en microscopie champ proche optique et décrit le fonctionnement du microscope SNOM utilisé. La seconde partie est dédiée à l'étude de l'interaction d'une sonde champ proche avec une nano-cavité Fabry-Perot en régime non-linéaire. Dans un premier temps, on présente l'étude des non-linéarités de nano-cavités en Silicium à grand facteur de qualité et faible volume modal, démontrant ainsi l'obtention d'un régime de fonctionnement bistable pour de très faibles puissances. Dans un deuxième temps, on démontre la modulation possible via la sonde champ proche de ce régime de bistabilité. Enfin, on étudie dans la troisième partie de ce manuscrit les résonances de films minces métalliques. L'étude complète des modes propres et de l'excitation optique de cette structure a permis de connaître avec précision les modes résonants et les angles de Brewster du film mince. Cette étude a été prolongée expérimentalement par l'étude en champ proche optique des modes résonants de demi-films minces métalliques. Lors de ces deux études, les mesures expérimentales ont été systématiquement accompagnées par l'analyse théorique et le développement numérique de modèles que les expériences réalisées ont permis de valider et de discuter.
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Brissinger, Damien. "Etude et manipulation de modes résonnants en champ proche optique". Phd thesis, Université de Bourgogne, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00688008.
Abstract (sommario):
Avec l'évolution rapide des techniques de nanofabrication et les besoins croissants d'intégration et d'utilisation à moindre cout énergétique, l'étude et la manipulation de résonances électromagnétiques d'objets de faibles dimensions représentent des enjeux cruciaux. Un des objectifs de ce travail de thèse a donc été d'approfondir nos connaissances de l'interaction entre le champ électromagnétique et la matière. Dans ce but la réalisation conjointe d'expériences en champ proche optique et le développement numérique de modèles associés nous ont permis d'étudier différentes résonances électromagnétiques basées sur l'interaction lumière-matière au sein d'objets de dimensions sub-micrométriques. Dans une première partie, ce manuscrit présente les phénomènes mis en jeu en microscopie champ proche optique et décrit le fonctionnement du microscope SNOM utilise. La seconde partie est dédiée à l'étude de l'interaction d'une sonde champ proche avec une nano-cavité Fabry-Perot en régime non-linéaire. Dans un premier temps, on présente l'étude des non-linéarités de nano-cavités en Silicium à grand facteur de qualité et faible volume modal, démontrant ainsi l'obtention d'un régime de fonctionnement bistable pour de très faibles puissances. Dans un deuxième temps, on démontre la modulation possible via la sonde champ proche de ce régime de bistabilité. Enfin, on étudie dans la troisième partie de ce manuscrit les résonances de films minces métalliques. L'étude complète des modes propres et de l'excitation optique de cette structure a permis de connaitre avec précision les modes résonants et les angles de Brewster du film mince. Cette étude a été prolongée expérimentalement par l'étude en champ proche optique des modes résonants de demi-films minces métalliques. Lors de ces deux études, les mesures expérimentales ont été systématiquement accompagnées par l'analyse théorique et le développement numérique de modèles que les expériences réalisées ont permis de valider et de discuter.
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Labilloy, Dominique. "Cristaux photoniques bidimensionnels pour le proche infrarouge : proprietes optiques et confinement". Palaiseau, Ecole polytechnique, 1999. http://www.theses.fr/1999EPXX0004.
Abstract (sommario):
Les materiaux a bande interdite de photons (bips) ou cristaux photoniques, sont des structures, generalement artificielles, dont l'indice dielectrique varie periodiquement. Lorsque le contraste d'indice est fort, on predit theoriquement qu'elles doivent empecher la propagation de la lumiere dans toutes les directions en creant des plages spectrales (les bandes interdites) a densite d'etat de photons nulle. Nous avons etudie le comportement optique de cristaux photoniques bidimensionnels graves dans des heterostructures semiconductrices guidantes. L'originalite consiste a utiliser la photoluminescence de boites ou puits quantiques comme source lumineuse interne. Cette technique a permis d'effectuer une caracterisation complete de ces objets en mesurant quantitativement les coefficients de transmission et de reflexion ainsi que les proprietes de diffraction. Aux zones de faible transmission correspondent de forts coefficients de reflexion ou de diffraction, ce qui indique que l'onde reste guidee lors de l'interaction avec les cristaux et confirme leur fort potentiel pour l'optique integree. Nous avons utilise ces reflecteurs pour realiser des cavites, d'abord unidimensionnelles, qui montrent une bonne finesse en transmission, confirmant que les pertes hors du plan du guide sont faibles. Nous avons ensuite etudie des cavites tridimensionnelles de faible volume (5 m#3), sondees cette fois-ci a l'aide d'emetteurs internes a la cavite. L'apparition de pics etroits montre que l'effet de confinement est important et laisse presager de reelles potentialites de modification de l'emission spontanee.
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Laroche, Thierry. "Génération de second harmonique pour la nano-optique et la microscopie optique en champ proche". Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00008888.
Abstract (sommario):
Ce travail a permis de caractériser certaines propriétés de la génération de second harmonique dans le domaine de l'optique en champ proche grâce aux méthodes numériques implémentes durant cette période : la méthode perturbative de Rayleigh (MPR) et la méthode des différences finies dans le domaine temporel (FDTD). Dans un premier temps, les sources du second harmonique optique ont été explicitées en fonction des différents types de symétries cristallines. Ensuite, la démarche pour adapter les deux méthodes numériques (FDTD et MPR) à l'optique non linaire a été exposée précisément. Des tests sur les deux méthodes numériques ont été effectués pour deux grands types de matériaux~: les matriaux centrosymétriques et non centrosymétriques. Puis, les modélisations de différentes expériences pour les deux types de matériaux ont été mises en oeuvre : réseaux de plots, pointes métalliques utilisées pour les microscopes optiques en champ proche sans ouverture... Le résultat dominant de ce travail est le fort confinement du second harmonique autour de l'objet le générant. La génération de second harmonique à l'apex d'une pointe métallique permet d'obtenir une source extrêmement localisée.
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Filloux, Pascal. "Etude et réalisation de structures bidimensionnelles à bandes photoniques interdites pour le domaine optique et proche infrarouge". Paris 11, 2001. http://www.theses.fr/2001PA112254.
Abstract (sommario):
Un cristal photonique est une structure composite dont l'arrangement des matériaux est périodique a l'échelle de la longueur d'onde. La périodicité permet l'apparition de bandes photoniques interdites : domaines de fréquences pour lesquels la lumière ne peut pas se propager dans la structure, quelles que soient sa polarisation et sa direction de propagation. Deux types de dispositifs mettant en ceuvre des cristaux photoniques à deux dimensions ont été étudiés, pour les longueurs d'onde des télécommunications optiques entre 1,3 et l,55mM. Leur modélisation utilise la méthode mathématique rigoureuse des ondes couplées (RCWA). Le premier composant, pour l'optique guidée, utilise un substrat de silicium sur isolant (SOI). Le cristal photonique à deux dimensions est gravé dans le film de silicium : des réseaux de diffraction permettent le couplage et le découplage de la lumière dans le guide. Plusieurs types de substrats ont été considérés pour lesquels nous avons étudié la propagation des ondes guidées puis avons dîmensionné les coupleurs et le enstal photonique. Pour modéliser ces cristaux, en optique intégrée, nous avons utilisé un calcul approché basé sur la méthode RCWA qui permet de déterminer avec une bonne approximation leurs propriétés optiques. Un deuxième composant a été étudié et réalisé pour l'optique diffractive. Il est obtenu en gravant un réseau de traits dans une ou plusieurs des couches d'un empilement périodique. Lorsque toutes les couches sont gravees, ces structures, possédant deux directions de périodicité et constituées de trois matériaux différents, constituent des cristaux photoniques 2D non conventionnels. Nous avons montré la possibilité de réaliser, avec ces structures, des miroirs, des filtres, polarisants ou non, dispersifs ou non. Nous avons montré la faisabilité des structures multicouches (silicium / nitrure de silicium) gravées sur membrane en utilisant la gravure par faisceau d'ions focaliséA photonic crystal is a composite structure with periodically arranged materials at the wavelength scale. The periodicity allows the opening of photonic band gaps i. E. Frequency ranges for which light can not propagate in the structure, whatever its polarization or propagation direction. Two types of components, implementing two-dimensional photonic crystals, have been studied, for the optical telecommunication wavelengths between 1. 3 and 1. 55mM. Their modeling is carried out using the mathematical Rigorous Coupled-Wave Analysis (RCWA) method. The first component, for guided optics, is based on a silicon-on-insulator (SOI) substrate. The two-dimensional photonic crystal is etched in the silicon film; diffraction gratings allow in and out coupling of light. Several substrates have been considered for which we have studied the propagation of guided waves. Then we have dimensioned the couplers and photonic crystal. To model these crystals, in integrated optics, we have used an approximate calculation based on the RCWA method which enables the determination of their optical properties with a good approximation. A second component has been studied and realized for diffractive optics. It is obtained by etching grooves through one or several layers of a one-dimensional stack. As all the layers are etched, the structures, having two directions of periodicity and being made out of three different materials, constitute non-classical 2D photonic crystals. We have shown the possibility to realize, with those structures, mirrors and filters, dispersive or not, polarizing or not. We have shown the feasibility of etching multilayer (silicon /silicon nitride) structures on membranes using a focused ion beam etching
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Castanié, Etienne. "Emission dipolaire et absorption en champ proche de nanostructures". Paris 6, 2011. http://www.theses.fr/2011PA066656.
Abstract (sommario):
Le présent document constitue le mémoire rédigé durant ma thèse de doctorat, qui s’est déroulée de novembre 2008 à novembre 2011 à l’Institut Langevin (ESPCI ParisTech). Une partie de ce travail de thèse a consisté en l’étude expérimentale des fluctuations spatiales de la densité de modes optiques (LDOS) à la surface de films d’or semi-continus, connus pour présenter des modes de surface localisés au voisinage du seuil de percolation. Pour cela, nous avons dispersé des nanosources fluorescentes à la surface de films de fraction surfacique d’or croissante et mesuré la statistique du taux d’amortissement des émetteurs. Nous avons montré que les fluctuations spatiales de LDOS sont maximales lorsque les modes localisés apparaissent. Nous avons ensuite développé un instrument permettant de réaliser l’imagerie de LDOS en accrochant une nanosource fluorescente à l’apex d’une pointe d’AFM, et réalisé une preuve de principe sur des échantillons de test. Une autre partie a concerné l’étude théorique de la réponse optique d’une nanoparticule métallique. Nous avons montré comment le taux d’amortissement d’un dipôle en champ proche d’une nanosphère métallique est modifié lorsque les interactions microscopiques sont prises en compte. Nous avons également étudié l’influence de l’environnement sur la section efficace d’absorption d’une nanoparticule, et montré que cette grandeur n’est pas intrinsèque, mais dépend de l’environnement. Nous avons confirmé ce résultat sur un exemple simple permettant de donner des ordres de grandeur.
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Quidant, Romain. "Dispositifs optiques submicroniques : nanofabrication et caractérisation en champ proche". Dijon, 2002. http://www.theses.fr/2002DIJOS026.
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Alquier-Villepelet, Cécile. "Syntheses et proprietes des gels d'oxyde de niobium". Paris 6, 1988. http://www.theses.fr/1988PA066019.
Abstract (sommario):
On etudie le procede sol-gel applique au niobium v sous divers aspects. On ameliore les synthese et proprietes physiques des gels. On etudie les gels et oxydes amorphes obtenus par analyse chimique et thermique, diffraction rx, spectrocopies ir, raman et exafs. On etudie les proprietes et applications potentielles: fabrication de ceramiques linbo::(3) et pb(nb2/3 mg1/3)o::(3), avec abaissement de la temperature de frittage et obtention de grains homogenes monodisperses, mesure de la conductivite ionique dans les xerogels hydrates, proprietes optiques(photochromie)
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Dellinger, Jean. "Imagerie hyperspectrale en champ proche optique : développement et applications à la nanophotonique". Phd thesis, Université de Bourgogne, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00908824.
Abstract (sommario):
La microscopie en champ proche optique permet d'analyser les phénomènes optiques avec une résolution spatiale sublongueur d'onde comme par exemple la localisation et la propagation de la lumière dans des cristaux photoniques. D'une manière générale, les méthodes de microscopie en champ proche optique reposent sur le positionnement à l'échelle nanométrique d'une sonde locale à proximité de l'échantillon à analyser, puis sur la détection du signal diffusé et collecté lors du balayage de la sonde. En fonction du type de détection optique mise en oeuvre ou du type de sonde utilisée, les grandeurs physiques communément accessibles par ces méthodes sont les distributions spatiales de l'amplitude et de la phase ou de l'intensité des composantes électriques ou magnétiques du champ sondé.Ce travail de thèse est consacré à la mise en place d'une détection hyperstectrale en champ proche optique dans le but de comprendre et de caractériser, à des échelles sublongueurs d'onde, les propriétés spectrales et spatiales de systèmes optiques miniaturisés. L'imagerie hyperstectrale fournit en une seule acquisition, une série d'image à chaque longueur d'onde dans les gammes spectrales visibles, infrarouges et aux longueurs d'onde des télécommunications optiques. Cette nouvelle technique d'imagerie a permis l'observation, sur une large bande spectrale, de phénomènes électromagnétiques dépendant de la longueur d'onde tels que les effets superprisme et mirage dans les cristaux photoniques et la mise en forme de faisceaux de Bessel plasmoniques
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Berthel, Martin. "Plasmonique classique et quantique sous pointe optique par microscopie en champ proche". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAY001/document.
Abstract (sommario):
À la surface d’un métal, la lumière visible peut se coupler avec les électrons libres pour engendrer une quasi-particule particulièrement intéressante, le plasmon-polariton de surface. Cet objet a pour propriété d’être évanescent dans les directions perpendiculaires à la surface, ce qui en fait un support idéal pour transporter l’information lumineuse à deux dimensions, et sur des échelles sub-longueur d’onde. S’il est excité par une source quantique, il conserve cet aspect quantique du signal, même si des millions d’électrons sont impliqués dans sa propagation.Dans ce manuscrit, je présente les résultats expérimentaux et théoriques obtenus en plasmonique de surface durant mon doctorat. En associant l’utilisation de centres colorés azote-lacune (NV) dans les nanodiamants, qui sont des émetteurs de photons uniques, et d’un microscope optique en champ proche (SNOM), j’ai pu étudier de nombreuses propriétés du centre NV et des plasmons de surface dans les domaines classique et quantique.Notamment, j’ai réalisé une étude complète de la photo-dynamique interne du centre NV, dans différents régimes d’excitation. De plus, j’ai étudié le mode d’imagerie des plasmons de surface qu’est la microscopie à fuite radiative, en mettant en lumière certaines aberrations optiques pouvant survenir dans des conditions de désaccord d’indices optiques. J’ai ensuite effectué des mesures de corrélations spatio-temporelles de plasmons de surface excités par des centres NV, grâce à un système expérimental spécifique que j’ai mis en œuvre.Enfin, je décris dans ce manuscrit les toutes premières études de l’interaction des plasmons avec différentes cavités elliptiques et paraboliques gravées dans le métal, qui ont mené notamment à des mesures de densité locales d’états (LDOS) plasmoniqueOn a metal surface, visible light can couple with surface free electrons to form a very interesting quasi-particle, the surface plasmon-polariton. The main property of this object is to be evanescent in the directions perpendicular to the surface. This feature makes the plasmon ideally suited to transport electromagnetic information in two dimensions and on a sub-wavelength scale. If it is excited by a quantum source, it retains this quantum aspect of the signal, even if millions of electrons are involved in its propagation.In this manuscript, I present the experimental and theoretical results obtained during my PhD in surface plasmonics. By combining the use of nitrogen vacancy (NV) color centers in nanodiamonds, which are single photon emitters, and of a scanning near field optical microscope (SNOM), I was able to study numerous properties of the NV center and surface plasmons, both in the classical and quantum regimes.In particular, I have performed a complete study of the internal photo-dynamics of the NV center in different excitation regimes. Moreover, I have studied the leakage radiation microscopy, a dedicated imaging mode in plasmonics , by highlighting some optical aberrations that can arise in conditions of optical index mismatch. Furthermore, I have ran spatio-temporal correlation measurements on surface plasmons excited by NV centers with a specific experimental system I implemented.Finally, I describe in the manuscript the very first studies of the interaction between plasmons and different elliptical and parabolic cavities milled in the metal. This has led to the measurements of the plasmonic local density of states
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Drezet, Aurelien. "Le champ proche optique et la détection de nano-objets moléculaires individuels". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://www.theses.fr/2002GRE10136.
Abstract (sommario):
En microscopie à champ proche optique dite "à ouverture" la lumière est confinée dans une ouverture de diamètre de l'ordre de 100 nm située en bout d'une fibre optique étirée et métallisée qui fait office de sonde excitatrice locale. Cette microscopie de proximité se carctérise essentiellement par l'utilisation des propriétés non propagatives de la lumière transmise par l'ouverture. Après un rappel des principes de bases de l'optique en champ proche et une description du fonctionnement du microscope utilisé dans ce travail, nous développons une étude théorique et analytique des profils d'émission en champ lointain de la pointe qui permet de justifier les propriétés observées expérimentalement dans ses carctérisations goniométriques. Ensuite, nous présentons un ensemble de résultats expérimentaux concernant l'étude de nano-objets fluorescents susceptibles d'améliorer notre compréhension des propriétés électromagnétiques locales du champ proche de la pointe. Cette étude se termine par une discussion théorique sur la validité des modèles communément admis pour le champ proche (modèle de Bouwkamp) et par une présentation des premiers résultats de détection de molécules uniques obtenus à l'aide de ce microscope.
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Sonnefraud, Yannick. "Développement et applications de sondes actives en microscopie en champ proche optique". Phd thesis, Grenoble 1, 2007. http://www.theses.fr/2007GRE10248.
Abstract (sommario):
Une sonde active en microscopie en champ proche optique (NSOM) utilise la luminescence d'une nanoparticule unique comme source de lumière pour imager un échantillon. L'utilisation d'une telle sonde devrait permettre d'atteindre une résolution latérale optique limitée par la taille de la particule. La mise en oeuvre d'une sonde active se heurte à trois verrous importants: il faut maîtriser la technique de champ proche adaptée, disposer de particules présentant les bonnes caractéristiques d'émission et enfin parvenir à rapporter ces particules sur une sonde NSOM traditionnelle. Au cours de cette thèse, un microscope NSOM/confocal adapté à ces applications a été réalisé. Les résultats d'imagerie obtenus avec des sondes à base de nanocristaux de CdSe sont présentés. Des études prospectives d'autres particules pouvant être utilisées dans ce cadre sont aussi présentées: des oxydes de terres rares dopés, ainsi que des nanodiamants (diamètre inférieur à 25 nm) dopés par des centres colorésLn near-field optical microcsopy (NSOM), an active tip uses a single nanoparticle's luminescence as source of light to image a sample. Such probe should allow one to reach a lateral optical resolution only limited by the size of the particle. Implementing an active tip faces three main issues: a suitable near-field environment, and particles displaying suitable emission characteristics have to be available, and eventually those particles have to be attached at the end of a standard NSOM tip. During this thesis, a NSOM/confocal microscope designed for such applications has been developped. Imaging experiments using a single CdSe nanocrystal have been presented. Prospective studies on other particles fit for such applications are presented : doped rare-earths oxides and nanodiamonds (diameter smaller than 25 nm) doped by col or center
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Sonnefraud, Yannick. "Développement et applications de sondes actives en microscopie en champ proche optique". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00188794.
Abstract (sommario):
En microscopie optique en champ proche (NSOM, Near-Field Scanning Optical Microscopy), une source de lumière de dimension très inférieure à la longueur d'onde est approchée de l'échantillon à étudier, à des distances très inférieures à lambda. En balayant la sonde en face de l'échantillon, on reconstruit une image optique d'une résolution non limitée par la diffraction, mais par la taille de la source de lumière utilisée. L'utilisation d'une nanoparticule (de taille de l'ordre de 10 nm) luminescente unique comme source de lumière permettrait donc d'avoir accès à des résolutions réellement nanométriques.Nous avons développé un microscope dual confocal/NSOM adapté à l'étude et l'utilisation de telles nanoparticules. A l'aide de ce microscope, nous avons acquis des images construites en utilisant la fluorescence d'un nanocristal de CdSe/ZnSe unique (~ 4 nm) rapporté en extrémité d'une pointe NSOM normale comme source de lumière. Le caractère intermittent de cette fluorescence, combiné avec le photoblanchiment de ces nanocristaux, ont empêché de reconstruire des images complètes permettant de quantifier la résolution latérale atteinte. Notre recherche s'est ensuite portée vers la caractérisation d'autres nanoparticules dont la luminescence ne présente ni blanchiment, ni clignotement. Le premier type de particules présentant ces caractéristiques sont des agrégats de YAG :Ce3+ produits par LECBD, d'une taille inférieure à 5 nm. Nous décrivons les premières caractérisations optiques de ces nanoparticules. La seconde alternative réside dans les nanoparticules de diamant dopées avec des centres NV. Nous avons démontré que notre dispositif permet de sélectionner les nano-diamants qui sont fluorescents, de mesurer leur taille et, dans le cas des particules fluorescentes, de déterminer celles qui hébergent un seul centre NV unique dont l'état de charge est de plus déterminé in situ. Nous montrons ainsi que notre NSOM détecte aisément le centre NV unique dans une nanoparticule de diamant de 25 nm. Cette démonstration ouvre la perspective de pouvoir utiliser une telle particule mais de taille arbitrairement petite comme source de lumière.
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PEROCHEAU, VALERIE. "Etudes par microcaracterisations des defauts induits dans plusieurs materiaux semiconducteurs par irradiations uv, proche ir et ir". Nantes, 1997. http://www.theses.fr/1997NANT2065.
Abstract (sommario):
Le developpement de lasers impulsionnels de haute densite de puissance permet d'envisager de nouvelles applications quant a l'irradiation des materiaux. Ce travail vise a mieux deteminer les defauts morphologiques, structuraux et chimiques induits dans certains semiconducteurs en realisant une caracterisation microscopique. Plusieurs materiaux ont ete analyses : les decompositions du sic par un laser krf (248 nm), de l'aln par un laser xecl (308 nm), les divers endommagements produits sur du znse par un laser a co#2 (10,6 m), du ge et du zns par un laser nd : verre (1,06 m). Les etudes ont ete realisees grace a diverses methodes d'analyse de surface, dont la microscopie electronique a balayage (meb), la spectrometrie de dispersion des photons x (edx) et la spectrometrie des photoelectrons en rayons x (xps). La spectrometrie de diffusion raman a permis de determiner les modifications structurales des materiaux, dont les phenomenes d'amorphisation, de variation de contraintes dans le reseau. Nous avons mis en evidence les parametres specifiques des raies raman (frequence, largeur a mi-hauteur et intensite) qui evoluent avec la fluence d'irradiation et/ou avec la repartition spatiale de l'energie du faisceau laser. Enfin, nous discutons les processus (thermiques, mecaniques, electriques, chimiques,. . . ) mis en jeu au cours de l'irradiation et qui sont a l'origine de ces modifications.
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Brun, Mickaël. "Microscopie et spectroscopie optique en champ proche de nanostructures semiconductrices à basse température". Université Joseph Fourier (Grenoble), 2002. http://www.theses.fr/2002GRE10128.
Abstract (sommario):
La microscopie optique en champ proche permet, par sa grande résolution spatiale, d'isoler des nano-objets individuels. Il est ainsi possible de mener des études spectroscopiques très locales qui s'affranchissent de l'effet de moyenne sur un grand nombre d'individus imposé aux études en champ lointain et, donc, de comprendre les phénomènes physiques mis en jeu à l'échelle d'un nano-objet unique. La mise en oeuvre d'un microscope optique en champ proche fonctionnant à des températures cryogéniques requiert des solutions technologiques adaptées. Celles-ci sont décrites en détail dans la première partie de ce travail, ainsi que l'optimisation des réglages nécessaires au fonctionnement à basse température. Les différentes potentialités de l'instrument sont ensuite montrées expérimentalement sur des boîtes quantiques semi-constructrices II-VI, dans le mode dynamique par la réalisation de cartographies de luminescence, et en mode statique par la spectroscopie d'une boîte quantique unique. Cette dernière révle un comportement nouveau, attribué à un complexe multiexcitonique chargé, qui fait l'objet d'une discussion. Enfin, la possibilité d'adresser des boîtes quantiques par la propagation d'une onde de plasmon de surface dans un écran métallique déposé sur la structure semi-conductrice est démontrée expérimentalement.
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Monnier-Ragaigne, Delphine. "Recherche de galaxies de faible brillance en infra-rouge proche". Paris 11, 2002. http://www.theses.fr/2002PA112247.
Abstract (sommario):
Depuis ces 20 dernières années, les galaxies de faible brillance de surface (LSB) sont un sujet d'étude en constante évolution. Alors que selon les travaux de Freeman (1970) l'existence de galaxies de faible brillance de surface était improbable, les sondages de ces dix dernières années ont montré que des galaxies de brillance de surface toujours plus faibles existent. Ces galaxies sont même majoritaires dans la population totale de galaxies. Malgrès leur importance, elles demeurent encore mal connues et mal étudiées. Nous avons entrepris une recherche de galaxies LSB dans l'infrarouge proche en sélectionnant de manière homogène 4000 de ces objets dans le but d'étudier leurs propriétés. Les premières analyses des données multilongueur d'onde (infrarouges, HI et photométriques de surface de sous échantillons) ont montré que: (1) Les galaxies sélectionnées ont des brillances de surface centrale en bande Ks comparables aux brillances de surface centrale des galaxies LSB sélectionnées en optique; (2) Les galaxies LSB infrarouges de l'échantillon sont majoritairement bleues dont une partie de couleurs bleues extrêmes. Nous n'avons pas trouvé un grand nombre de galaxies LSB rouges; (3) Les rapports masse de gaz H I/luminosité de nos objets sont similaires à ceux des galaxies HSB et plus faibles que ceux habituellement trouvés pour les galaxies LSB. Nous avons trouvé une corrélation entre le rapport M_HI/L et la magnitude absolue en Ks ; (4) Nous avons identifié une cinquantaine de galaxies riches en gaz HI (M_HI > 10^10 M[Soleil]); (5) Nous avons utilisé nos données ainsi que des données déjà existantes sur d'autres échantillons de galaxies LSB sélectionnées en optique pour une comparaison avec les résultats d'un modèle d'évolution spectro-photométrique et chimique de disques LSB. Les résultats de ce modèle sont en accord avec la majorité des propriétés des divers échantillonsAt present, the Low Surface Brightness galaxies (LSB) constitute the least well known fraction of galaxies. Nevertheless, they represent the most important population of galaxies. We selected an homogenous sample of about 4000 LSB galaxies using the all-sky near-infrared (J, H and Ks-band) 2MASS survey brightness galaxies in order to study their properties. The first results of the multiwavelength observations (infrared, optical and HI data) are: (1) The central surface brightness of the selected galaxies (in Ks band) are similar to the central surface brightness of the optical selected LSB galaxy; (2) These infrared LSBs are blue in majority with some extremely blue galaxies. Not many red LSBs were found; (3) The mass HI to light ratio of the infrared LSB are similar to the ratio of High Surface Brightness galaxies. A correlation appears between the ratio M_HI/L and the absolute magnitude in Ks band; (4) 50 infrared LSBs observed in HI present a mass of gaz HI greater than 10^10 M[Sun] ; (5) A comparison between a large range of LSB galaxies (optical and infrared selected) and a simple model of formation of LSB disk has been done and the majority of the properties of LSBs are well reproduced
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Louvion, Nicolas Joseph Jacques. "Microscopie en champ proche optique de structures à base de cristaux photoniques /". [S.l.] : [s.n.], 2005. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/nlouvion.pdf.
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Harbour, Steven. "Étude dynamique et structurelle d'un matériau H-PDLC sensible dans le proche IR". Thesis, Université Laval, 2007. http://www.theses.ulaval.ca/2007/24722/24722.pdf.
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Mollet, Oriane. "Sondes actives en champ proche pour la plasmonique et la plasmonique quantique". Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00767888.
Abstract (sommario):
Les plasmons de surface (SP) sont des modes du champ électromagnétique confinés à l'interface entre un métal et un diélectrique. De par leur nature hybride, les SP permettent de concentrer et manipuler la lumière à des échelles sub-longueur d'onde. Ces propriétés sans précédent suscitent un grand intérêt, en particulier pour le transport et le traitement de l'information quantique mais aussi pour le contrôle de l'émission spontanée d'émetteurs fluorescents. Les études présentées dans ce manuscrit s'intéressent au couplage de nanostructures plasmoniques avec des nanoparticules luminescentes. L'outil utilisé est un microscope optique en champ proche (SNOM) dans lequel la nano-source de lumière est un nano-objet fluorescent attaché en bout de pointe (sonde active). Cette technique permet à la fois d'augmenter la résolution théorique accessible en SNOM mais aussi de positionner la sonde avec une précision nanométrique et de l'exciter directement grâce à la lumière laser injectée dans la fibre optique. En utilisant uniquement la lumière émise par l'objet, ces pointes ouvrent la voie à des études originales en nano-optique et en plasmonique. Dans ce travail de thèse, deux aspects distincts ont été abordés. D'une part, nous avons étudié les propriétés des plasmons de surface dans le régime de la plasmonique quantique en utilisant pour cela une sonde active fabriquée à base d'un émetteur de photons uniques, le centre NV (nitrogen-vacancy) contenu dans les nano-diamants. Les résultats fondamentaux obtenus sur ce système permettent d'envisager de nombreuses expériences en plasmonique quantique. D'autre part, le travail de développement des sondes actives à base de nanocristaux de YAG (yttrium-aluminum garnet) dopés au cérium a été poursuivi. Ces sondes nous ont permis de démarrer de nouvelles études sur les résonances plasmoniques localisées de particules colloïdales en or.
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Benrezzak, Sakina. "Microscopie et spectroscopie en champ proche optique appliquées à l'étude des plasmons localisés de surface". Troyes, 2000. http://www.theses.fr/2000TROY0010.
Abstract (sommario):
L'étude expérimentale et théorique dans le domaine du champ proche optique de l'excitation de plasmons de surface localisés sur une nano-particule métallique isolée est l'idée directrice de ce manuscrit. L'étude approfondie de leurs propriétés optiques à l'aide du microscope optique en champ proche à sonde sans ouverture (SNOM) développé au laboratoire à un objectif double : exploiter leurs propriétés de résonance pour exalter les signaux mesurés en spectroscopie Raman augmentée de surface, en microscopie et spectrocopie optiques en champ proche et améliorer la compréhension des processus physiques intervenant dans la caractérisation des surfaces à une échelle sub-longueur d'onde. Le dispositif expérimental est basé sur un microscope à force atomique (AFM). Celui-ci permet l'utilisation d'une sonde en silicium en tant que sonde diffusant le champ proche. L'AFM permet également l'asservissement nécessaire à la régulation de la distance sonde-échantillon. Une étude préliminaire a validé la capacité du microscope optique en champ proche à détecter une onde champ proche de référence, l'onde évanescente de Fresnel montrant ainsi le rôle joué par chacun des paramètres expérimentaux du SNOM. Nous avons réalisé une modélisation du système de détection optique et l'avons comparé aux résultats expérimentaux. Dans la partie principale du manuscrit, nous présentons les images de champs proche optique d'une particule d'or. Ces images sont l'aboutissement d'une étude approfondie où nous avons progressivement amélioré les performances du microscope. Nous nous sommes assurés que l'information extraite de ces images n'est pas issue d'artéfacts. Ces travaux ont permis de déterminer la résonance optique en champ proche d'une particule d'or isolée et une première approche comparative avec des modèles simples a été réalisée. Ces résultats sont prometteurs pour la compréhension du processus de détection des signaux de champ proche et pour leur exploitation en spectroscopie locale.
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Bachelot, Renaud. "Etude et realisation d'un microscope optique en champ proche utilisant une sonde sans ouverture". Paris 7, 1996. http://www.theses.fr/1996PA077009.
Abstract (sommario):
L'objectif de ce travail a ete d'etudier et de developper une nouvelle technique de microscopie optique en champ proche (snom) ayant la particularite d'utiliser une pointe metallique sans ouverture a la place de nano-ouvertures classiquement utilisees. Apres avoir decrit les principales configurations snom existantes, nous presentons le principe propose et decrivons le montage experimental realise pour le concretiser. Le microscope developpe travaille en reflexion, il est couple a un microscope a force atomique (afm), utilisant la meme pointe, fonctionnant en mode tapping. Une fois le microscope en champ proche realise nous avons etudie les interactions entre la pointe et la surface de l'echantillon et en avons deduit les principales caracteristiques. De nombreuses images dans le visible (longueur d'onde = 0. 67 micron) d'echantillons deterministes (reseaux, lignes, marches) ont revele dans un premier temps une resolution optique meilleure que 100 nm a l'aide de pointes commerciales en tungstene. Par la suite, l'utilisation de pointes en tungstene que nous fabriquons par electrochimie nous a permis d'atteindre une resolution meilleure que 15 nm (longueur d'onde sur 45). De plus, une independance indeniable entre les signaux snom et afm a ete mis en evidence. L'utilisation du microscope dans l'infrarouge moyen (longueur d'onde = 10. 6 microns) a confirme l'interet de cette nouvelle approche puisque nous avons atteint une resolution d'environ longueur d'onde sur 600 dans ce domaine spectrale
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Billot, Laurent. "Etude de nanoparticules métalliques par Diffusion Raman Exaltée de Surface et champ proche optique". Troyes, 2005. http://www.theses.fr/2005TROY0011.
Abstract (sommario):
Le but de cette thèse est d’étudier des nanoparticules d’or par spectroscopie d’extinction, diffusion Raman exaltée de surface (DRES) et champ proche optique. Les mesures d’extinction sur ces particules fabriquées par lithographie électronique ont permis de mettre en évidence l’effet de la forme des particules sur la position de la résonance plasmon. Nous avons également pu mettre en évidence l’existence de modes multipolaires pour des nanoparticules de forme allongée. L’efficacité DRES de ces nanoparticules a été étudiée en déposant différents types de molécules (BPE, rhodamine 6G et acide benzoïque). La dépendance de l’exaltation Raman en fonction de la longueur des nanoparticules a été clairement démontrée et un maximum d’exaltation a été observé pour une longueur spécifique. Pour de tels réseaux de particules, nous avons également montré que l’efficacité DRES des modes multipolaires de plasmon de surface localisés était plus importante que l’exaltation observée pour l’ordre dipolaire. Nous avons également étudié ces nanoparticules métalliques par microscopie optique en champ proche. Lors du fonctionnement du microscope à force atomique (AFM) en mode tapping, nous avons observé la présence d’artefacts d’amplitude corrélés au signal d’erreur dû aux variations de l’amplitude de vibrations de la pointe. Celui-ci se produit pour un mauvais alignement du faisceau d’illumination sur la pointe. Cet artefact peu engendrer la formation d’images optiques n’ayant aucune réalité physique (champ proche). Pour finir nous présentons les premiers résultats sur un nouveau type de pointes appliquées au Raman en champ procheThe aim of this PHD is to study gold nanoparticles by extinction spectroscopie, Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) and Near-field optic. The extinction measurements on such particles designed by electronic beam lithography have given evidence of the particle shape effect on the Plasmon resonance position. We have also observed the existence of multipolar Plasmon resonance on elongated nanoparticles. The SERS efficiency of nanoparticles has been investigated by deposing several different molecular probes (BPE, rhodamine 6G and benzoïc acid). The observation of the dependence of the Raman enhancement versus the nanoparticle length is clearly demonstrated and remarkably a maximum enhancement is observed for a specific length. For such particles, we also show clearly that a multipolar localized surface plasmon modes exhibites a stronger efficiency than the first dipolar order. We have studied the nanoparticles by Near-Field Optical Microscopy. We reported on one artefact related to the error signal in cantilever vibration amplitude of the illumination beam and is insidious because it can produce sub-diffraction limited optical features that actually have no correlation with the true optical Near-Field. To conclude, we also present some first results on one new kind of tip applied to Raman Near-Field spectroscopy
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Divay, Laurent. "Synthèse et caractérisation de complexes d'erbium pour l'amplification optique proche infrarouge en matrice organique". Cachan, Ecole normale supérieure, 2006. http://www.theses.fr/2006DENS0008.
Abstract (sommario):
Afin d'offrir de nouvelles possibilités pou l'amplification optique dans le proche infrarouge, de nouvelles voies sont proposées pour la réalisation de composants organiques. La réalisation de composants à base de polymère pour l'amplification optique dans le proche infrarouge se heurte à la difficulté de conserver les propriétés optiques de l'erbium dans un environnement organique : sa durée de vie s'en trouve réduite de plusieurs ordres de grandeur. L'analyse des phénomènes limitants les propriétés de l'ion en matrice polymère ainsi qu'un examen des solutions proposées dans la littérature permettent de dégager plusieurs axes de recherche principaux. D'une part, la formulation du ligand peut être optimisée dans le but de retrouver les propriétés de l'erbium, d'autre part, l'utilisation de colorants organiques à forte section efficace d'absorption permet d'améliorer l'efficacité du pompage optique. Cette étude présente les résultats obtenus dans ces deux directions, en étudiant des complexes organiques perhalogénées pour minimiser les. Interaction erbium hôte, ou en utilisant des complexes à très forte section efficace d'absorption dans le visible. L'étude de la deuxième voie, consistant en l'exploitation d'un transfert d'énergie colorant organique erbium a périrais de synthétiser et de caractériser des molécules dont les propriétés optiques sont méconnues : les phtalocyanines de lanthanides. L'étude d'un complexe de phtalocyanine d'erbium en particulier a permis de déterminer la dynamique du transfert d'énergie phtalocyanine erbium ainsi que son efficacité quantiqueIn order to offer new possibilities for near infrared optical amplification, new approaches are proposed for the design of organic devices. The fabrication of polymer devices for optical amplification in the near infrared region is difficult because of the change in properties, especially a drastic shortening in radiative lifetime, of the erbium ion in an organic medium. Several main axes of development. Can be deduced from the literature. First, the organic chelate formulation can be adapted and optimised in order to weaken interactions between the lanthanide ion and the matrix, and second, the use of high absorption cross section ligands can optimise the pumping efficiency. This study presents the results obtained in these two directions, by studying perhalogenated organic complexes, or by using dye type ligands with a very high absorption cross section in the visible. The studies made in the second approach allowed to synthesize and çharacterize molecules with largely unknown optical properties : lanthanides phthalocyanines. The study of an erbium phthalocyanine in particular allowed the determination of the energy transfer dynamics, and the energy transfer quantum yield was determined to be close to one
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Vautey, Christophe. "Dépot aérosol-gel et caractérisation FTIR de couches minces de silice". Grenoble INPG, 1998. http://www.theses.fr/1998INPG0026.
Abstract (sommario):
Le procede aerosol-gel est un nouveau procede, base sur la pulverisation ultrasonore d'une solution de precurseurs sol-gel. Nous avons developpe ce procede et travaille sur l'elaboration de couches de silice a basse temperature, dans le cadre d'un projet europeen brite-euram. Les parametres chimiques permettant de deposer des couches homogenes ont ete identifies. Nous avons pour cela utilise et developpe plusieurs variantes de la spectroscopie infra-rouge a transformee de fourier : transmission en incidence normale et oblique, atr, deconvolution des spectres. Les analyses ftir ont permis de mettre a jour les interactions entre le procede et les parametres chimiques. Suite a ces observations, deux appareillages aerosol-gel ont ete construits : - un reacteur de recherche performant, qui permet d'obtenir de facon reproductible une homogeneite de 3 % en epaisseur sur des petits substrats, - un prototype de reacteur de depot continu sur des substrats de plus grande surface. Une premiere serie d'etudes montre que des couches de qualite optique peuvent etre obtenues sur une large gamme d'epaisseur avec des solutions sous-stoechiometriques en eau. Les spectres ftir des depots issus de ces solutions ont ete deconvolues. Nous avons ainsi identifie les especes chimiques et suivi l'evolution des couches lors de traitements thermiques. Une temperature minimale de 500 c est necessaire pour obtenir des couches de silice pure. Nous avons defini un autre type de preparation de solution en deux etapes pour les substrats thermiquement fragiles, qui permet d'abaisser considerablement la temperature de post-traitement. Les analyses ftir ont permis de mettre en evidence les mecanismes determinant la qualite des depots traites a basse temperature. Nous avons ainsi obtenus des couches denses et mecaniquement resistantes apres un traitement thermique de 2 heures a 80 c. Les resultats, tant du point de vue chimique que technologique, permettent d'esperer une industrialisation prochaine pour des applications optiques.
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Greusard, Léo. "Etude en champ proche de sources plasmoniques actives dans le proche infrarouge et méthode d'imagerie basée sur l'action d'un champ électromagnétique sur une pointe". Paris 6, 2013. http://www.theses.fr/2013PA066742.
Abstract (sommario):
Dans cette thèse, nous adaptons un microscope optique en champ proche à ouverture (SNOM) utilisant une sonde pyramidale creuse et métallisée avec une nano-ouverture au sommet, pour une opération dans le proche infrarouge (IR). Nous employons ce microscope SNOM pour caractériser des diodes laser à multipuits quantiques contraints munies de structures métalliques et conçues pour la génération électrique et intégrée de plasmons-polaritons de surface (SPPs) aux longueurs d’onde télécom. Ces derniers sont excités en structurant la surface du ruban laser avec un réseau en or. L’étude de la distribution du champ dans le plan transverse sur la facette des dispositifs permet également d’analyser l’influence de la structuration métallique sur la cavité et de démontrer un éventuel couplage entre les modes diélectriques et les modes SPPs. Nous développons enfin une technique d’imagerie super-résolue à large plage spectrale (visible-proche IR-IR) exploitant l’action d’un champ électromagnétique modulé en intensité sur la pointe d’un microscope à force atomique. L’étude en fonction de la fréquence de modulation permet de distinguer plusieurs mécanismes mis en jeu dans l’interaction champ-pointe. Nous validons sa capacité à sonder des champs évanescents et des ouvertures sub-longueur d’onde dans un écran métallique, pour une gamme allant du visible jusque dans le moyen IRIn this thesis, we adapt an aperture scanning near-field optical microscope (SNOM) featuring an aluminum hollow pyramid as a probe, for a use in the near-infrared range (NIR). We apply this SNOM system to characterize tensile-strained quantum well laser diodes with a metallic patterning designed for an electrical and integrated generation of surface plasmons-polaritons (SPPs) at the telecom wavelengths. SPPs are generated by structuring the top surface of the diode ridge with a gold grating. The study of the transverse mode field distribution also allows us to analyze the influence of the metallic layer on the cavity and to show the eventual existence of a hyrid plasmonic mode. We also develop a broadband super-resolution imaging technique based on the action of an intensity-modulated electromagnetic field on an atomic force microscopy tip. The study as a function of the modulation frequency shows several regimes where different mechanisms are involved in the field-tip interaction. We also validate its ability to probe evanescent fields and subwavelength apertures in a metallic film, from the visible range up to the mid-IR
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Grausem, Jérôme. "Analyse du champ proche optique inélastique : réalisation et applications d'une nanosonde pour la spectrométrie Raman". Nancy 1, 1998. http://www.theses.fr/1998NAN10290.
Abstract (sommario):
Nous avons développé un microscope permettant une analyse spectrale du champ proche optique inélastique. L’instrument réalisé permet de dépasser la résolution spatiale des microsondes Raman confocales traditionnelles et d'obtenir une signature spectrochimique locale à une échelle sub-longueur d'onde (typiquement 100 nm) des hétérogénéités de surface à une interface. Le travail présenté dans ce mémoire comporte quatre parties. La première est un rappel bibliographique sur la microscopie optique en champ proche. Dans une seconde étape, nous avons étudié les différents problèmes poses par l'adaptation d'un microscope optique en champ proche (SNOM) aux exigences de la spectrométrie Raman. Le SNOM ainsi réalisé utilise des fibres optiques taillées en pointe et métallisées en tant que nanodétecteurs de lumière et permet d'enregistrer le spectre Raman de champ proche d'une zone sub-longueur d'onde de l'échantillon. Une méthode de sélection développée au laboratoire permet d'éliminer les sondes présentant une ouverture optique trop importante et de vérifier le caractère sub-longueur d'onde de l'ouverture en cours d'expérience. La régulation de la distance pointe-échantillon s'effectue par l'intermédiaire d'une boucle d'asservissement fondée sur une détection optique des forces de cisaillement entre la pointe et l'échantillon. Le SNOM est couplé a un microscope optique traditionnel par l'intermédiaire d'un objectif de type Cassegrain. Ainsi, concomitamment a l'acquisition du spectre Raman de champ proche, il est possible en champ lointain de visualiser la zone sondée par la pointe et d'en enregistrer le spectre Raman classique (résolution spatiale latérale de 2 m). La troisième étape de ce travail a consisté à modéliser le transfert d'information entre l'échantillon et la pointe dans le cadre d'une expérience de spectrométrie Raman en champ proche sur du tétrachlorure de carbone. Enfin, la dernière partie présente quelques applications mettant en évidence les apports et la complémentarité de la spectrométrie Raman de champ proche par rapport à la spectrométrie Raman de champ lointain.
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Cao, Bertrand. "Systèmes performants pour la limitation optique large bande dans le visible et le proche infrarouge". Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00363735.
Abstract (sommario):
La protection des systèmes d'observations contre les lasers impulsionnels et accordables en longueurs d'onde passe par l'utilisation de matériaux non linéaires auto activés. Parmi ces matériaux, les absorbeurs à deux photons (ADP), qui suscitent un intérêt croissant de par les nombreuses applications, constituent une solution intéressante pour obtenir des limiteurs présentant une bonne transparence et une réponse rapide. Dans une première partie, nous étudions différentes familles de chromophores ADP pour la limitation optique (OL): systèmes branchés purement organiques à base de fluorène (molécules octupolaires et en "V", dendrimères) optimisés pour le visible, et complexes organométalliques pour le proche infrarouge. Dans une seconde partie, une nouvelle voie reposant sur la combinaison de nanotubes de carbones avec d'autres matériaux optiquement non linéaires est explorée afin d'induire des effets coopératifs susceptibles d'améliorer les performances de LO. Nous nous sommes d'abord intéressés à des nanotubes de carbone combinés avec des nano particules d'or, puis nous nous sommes focalisés sur l'étude d'un nouveau système hybride nanotube de carbone/fullerène C6o. Dans ce dernier système, les chromophores C6o absorbeurs saturables inverses (ASI) sont directement greffés à la surface des nanotubes. Les résultats obtenus ont permis de mettre en évidence un effet coopératif résonnant entre les deux entités, pour lequel nous proposons une interprétation physique basée sur un mécanisme de recombinaison Auger.
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KOTTLER, VALENTIN. "Multicouches metalliques et imagerie magneto-optique en champ proche pour l'enregistrement magnetique ultra haute densite". Paris 11, 1998. http://www.theses.fr/1998PA112318.
Abstract (sommario):
Le but de ce travail a ete de developper un microscope magneto-optique (mo) a champ proche et d'optimiser des films minces magnetiques pour l'enregistrement a ultra haute densite. Des couches de co/pt et co#5#5ni#4#5/pt ont ete fabriquees par pulverisation cathodique, et leurs proprietes magnetiques et structurales analysees. Des multicouches coni/pt a anisotropie magnetique perpendiculaire (cycles d'hysteresis carres), rotation kerr jusqu'a 0,37 et champ coercitif jusqu'a 3,5 koe ont ete obtenues. A partir d'un microscope optique a champ proche (snom), nous avons developpe un microscope a sonde locale qui reunit 4 mecanismes de contraste : (i) dichroisme circulaire magneto-optique (mocd) pour l'imagerie mo a champ proche avec une resolution de 200 nm. (ii) snom en transmission (t-snom), et topographie par (iii) microscopie a effet tunnel (stm) ou (iv) a force de cisaillement. Cela permet d'obtenir simultanement des images de topographie, mocd et t-snom du meme endroit de l'echantillon. En plus, la region balayee en champ proche peut etre choisie et analysee d'abord en champ lointain. Cela permet de detecter facilement des artefacts mo-snom, aussi grace a la possibilite d'appliquer des champs magnetiques in situ. Notre appareil peut aussi mesurer localement des cycles d'hysteresis mo en champ proche. Comme la topographie des couches gravees genere de forts artefacts en mocd-snom, cette technique n'est applicable qu'aux echantillons lisses. Cela a mene au developpement d'un procede de gravure magnetique par irradiation ionique a travers un masque de resine. Un echantillon traite ainsi a ete analyse dans notre microscope, et a donne des resultats prometteurs pour l'enregistrement des donnees. Finalement, nous avons developpe et teste une nouvelle geometrie de microstructures pour l'etude de propagation de parois de domaines dans des pistes magnetiques etroites (50 nm), en utilisant un microscope mo kerr classique.
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Jazi, Rabeb. "Étude dans le champ proche optique de l’interaction entre fluorescence d’un nanocristal et résonance plasmon". Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLV017/document.
Abstract (sommario):
Les nanocristaux semi-conducteurs colloïdaux possèdent des propriétés photo-physiques qui en font des objets de choix pour des applications variées, comme le marquage biologique, le photovoltaïque ou encore l’optique quantique. Leur interaction avec une structure photonique peut modifier leurs propriétés d’émission (durée de vie, intensité…). Le microscope optique de champ proche est un outil privilégié pour venir sonder ces modifications à l’échelle nanométrique.Cette thèse porte sur la réalisation d’une sonde active de champ proche réalisée à partir d’un nanocristal cœur/coquille CdSe/CdS greffé à l’apex d’une fibre optique amincie. Cette sonde est utilisée pour cartographier, dans les 3 dimensions de l’espace et à l’échelle nanométrique, les variations de durée de vie de l’émetteur. Elle permet de rendre compte des variations des modes photoniques sur la surface.Une partie de cette thèse porte sur la réalisation de la sonde active elle-même. Grâce à cette sonde les études sont alors développées sur un réseau de trous dans un film mince d’or. Des simulations FDTD ont été réalisées dans le but de déterminer les paramètres pertinents du réseau et d’analyser leur réponse en champ proche.Les résultats expérimentaux des durées de vie en divers points de différents réseaux, obtenus avec la sonde active, sont confrontés aux résultats numériquesColloidal semiconductor nanocrystals have photo-physical properties that make them objects of choice for various applications, such as biological marking, photovoltaics or quantum optics. Their interaction with a photonic structure can modify their emission properties (lifetime, intensity, etc.). The near-field optical microscope is a privileged tool to probe these changes at the nanoscale.This thesis deals with the realization of an active near-field probe made from a CdSe / CdS core / shell nanocrystal grafted to the apex of a thinned optical fiber. This probe is used to map, in the 3 dimensions of the space and on the nanometric scale, the variations in the lifetime of the emitter. It makes it possible to account for variations in photonic modes on the surface.A part of this thesis concerns the realization of the active probe itself. Thanks to this probe the studies are then developed on a hole grating made in a thin film of gold. FDTD simulations were performed to determine relevant grating parameters and to analyze their near field response.The experimental results of the lifetimes at various points of different gratings, obtained with the active probe, are compared with the numerical results
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Suarez, Sanabria Miguel Angel. "Etude et validation de nouveaux nano-émetteurs destinés à la microscopie optique en champ proche : développemnt de pointes fonctionnalisées". Besançon, 2006. http://www.theses.fr/2006BESA2038.
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Pin, Christophe. "Piégeage et manipulation d'objets colloïdaux à l'aide de structures photoniques en silicium intégrées dans des puces optofluidiques". Thesis, Dijon, 2016. http://www.theses.fr/2016DIJOS060/document.
Abstract (sommario):
Les champs électromagnétiques évanescents sont à l'origine de forces optiques de champ proche, comme par exemple à la surface de guides d'onde ou de nanocavités photoniques où la lumière se trouve très fortement confinée. Ces forces sans-contact peuvent être avantageusement utilisées pour piéger et manipuler des micro- et nano-objets en solution. Cette thèse a pour but l'étude de ces interactions et de leurs potentielles applications. Le premier chapitre consiste en une brève introduction aux domaines des systèmes colloïdaux et du piégeage optique, notamment en champ proche. Le deuxième chapitre présente les moyens instrumentaux utilisés, ainsi que le procédé mis au point pour la fabrication de puces optofluidiques dotées d'un canal microfluidique. Le troisième chapitre est dédié à l'étude du potentiel de piégeage perçu par des microbilles de 2 $µm$, 1 $µm$ et 500 $nm$ à la surface d'une nanocavité photonique, et aboutit à la notion de microscopie optofluidique en champ proche optique. Dans le quatrième chapitre, nous étudions le comportement dynamique et la manipulation d'agrégats de microbilles piégés en présence d'écoulements. Le dernier chapitre est consacré à l'étude du piégeage et de la manipulation de microbilles à la surface de guides d'onde sous l'action de modes copropagatifsNear-field optical forces arise from evanescent electromagnetic fields, such as in the near-field of photonic waveguides and nanocavities where light is highly confined. These contactless forces can be advantageously used to trap and manipulate micro- and nano-objects in solution. This thesis aims at studying these intriguing interactions and investigating their potential applications. The first chapter is an introduction to the fields of colloidal systems and optical trapping, more especially using near-field optical forces. The second chapter presents the experimental setup and the process used to fabricate optofluidic chips with microfluidic channels. The trapping potential experienced by 2 $µm$, 1 $µm$, and 500 $nm$ microbeads at the surface of a photonic nanocavity is studied in the third chapter. Our results lead to the concept of optofluidic near-field optical microscopy. In the fourth chapter, we study the dynamics and the manipulation of trapped microbeads clusters in fluidic flows. The last chapter focuses on the trapping and the manipulation of microbeads at the surface of waveguides using copropagating modes
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Pascal, Simon. "Conception et étude de chromophores polyméthines pour l'optique non-linéaire dans le proche infrarouge". Thesis, Lyon, École normale supérieure, 2014. http://www.theses.fr/2014ENSL0909.
Abstract (sommario):
L’objectif de cette thèse consistait à développer des colorants de la famille des polyméthines absorbant dans le proche infrarouge et présentant des propriétés d’optique non-linéaire (ONL) prononcées. De nouveaux chromophores ont été préparés et leurs propriétés spectroscopiques ont été systématiquement étudiées afin d’établir des relations structures-propriétés. Cette stratégie a permis l’identification des facteurs permettant d’exalter la réponse ONL des polyméthines et de prédire leur comportement face à de subtiles modifications structurales. Trois familles de colorants ont été préparées : des monométhines aza-dipyrrométhènes de bore, des heptaméthines symétriques ainsi que des heptaméthines dissymétriques.Dans un premier temps, des aza-bodipys possédant des groupements donneurs périphériques sont synthétisés. Une étude spectroscopique approfondie permet d’identifier les structures présentant une absorption à deux photons importante en vue d’applications en limitation optique aux longueurs d’onde des télécommunications (1500 nm). Le chapitre suivant a pour but de rationaliser les équilibres de la limite cyanine. L’étude de la substitution centrale de nombreux dérivés heptaméthines a permis de moduler leurs propriétés optiques sur une large gamme spectrale et de mettre en évidence une nouvelle structure électronique limite de type bis-dipôle. Parmi cette famille de colorants, des dérivés keto-heptaméthines ont été utilisées en imagerie biologique (cellules et cerveau) par microscopie non-linéaire. Enfin, l’élaboration de structures heptaméthines dissymétriques originales est détaillée dans le dernier chapitre. Ces chromophores ont révélé des propriétés ONL du second ordre idéales pour des applications en modulation électro-optiqueThe aim of this thesis consisted in developing dyes from the polymethine family absorbing in the near-infrared (NIR) region and featuring pronounced nonlinear optical (NLO) properties. Several new chromophores have been prepared and their spectroscopic properties have been systematically investigated in order to establish structure-properties relationships. This strategy has permitted the identification of the factors that enhance the NLO response of polymethines and allowed the prediction of their optical behaviour depending on subtle structural modifications. Three families of dyes have been prepared and investigated: boron aza-dipyrro-monomethines (aza-bodipys), symmetrical heptamethines and unsymmetrical heptamethines.In a first time, aza-bodipys possessing electro-donating peripherical substituants has been synthesized. A detailed spectroscopic study allow the identification of structures that present a high two-photon absorption (TPA), towards optical limiting applications at telecommunication wavelengths (1500 nm). The next chapter rationalizes the equilibrium surrounding the cyanine limit. The study of the central substitution of several heptamethines derivatives permitted the fine tuning of their optical properties upon a large spectral region and evidenced a new bis-dipolar electronic structure. Within this dye family, keto heptamethine derivatives has been tested in bio-imaging experiments (living cells and brain) using non-linear microscopy. Finally, the elaboration of original unsymmetrical heptamethines is detailed in the last chapter. These chromophores revealed ideal second order NLO properties for applications in electro-optic modulation
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Mivelle, Mathieu. "Etude et développement de nano-antennes fibrées pour la microscopie en champ proche optique et la nano-photonique". Phd thesis, Université de Franche-Comté, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01062557.
Abstract (sommario):
Dans la première partie de cette thèse, nous tirons parti du concept de nano-antenne optique afind'apporter une solution innovante au problème d'interprétation de la microscopie champ procheoptique (SNOM). En effet, il est connu que certaines nano-antennes développent des réponsesoptiques dipolaires. Dans cette thèse nous démontrons comment l'utilisation d'une nano-ouverturepapillon (nano-antenne dipolaire), à l'extrémité d'une pointe SNOM, permet de détecter et collecteruniquement une seule composante du champ proche électrique. Ce résultat est démontré d'unpoint de vue théorique par l'utilisation de simulation FDTD (Finite Difference Time Domain) et d'unpoint de vue expérimental par la caractérisation, par cette pointe innovante, d'échantillonsdiélectriques (réseaux, cristaux photoniques) et métalliques (milieux désordonnés plasmoniques).Dans une deuxième partie, nous démontrons comment la sonde développée dans la premièrepartie, peut être utilisée comme détecteur du signal émis par un nano-émetteurs (NE) unique. Il estétudié dans cette partie l'effet de couplage entre ces deux objets. Dans un premier temps, après ladescription complète des grandeurs caractéristiques d'un NE, nous démontrons théoriquementl'effet de la pointe sur la réduction du temps de vie de l'état excité et l'augmentation de lafluorescence d'un NE, en régime saturé et non saturé. Puis dans un deuxième temps nousdémontrons expérimentalement comment cette sonde réduit le temps de vie de l'état excité deboites quantiques placées à son extrémité, en comparaison de pointes SNOM plus conventionnellestelle que la pointe diélectrique et la pointe à ouverture circulaire.
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Baida, Fadi Issam. "Microscopie hybride : association d'un microscope optique en champ proche et d'un microscope à forces atomiques : principe et réalisation". Besançon, 1995. http://www.theses.fr/1995BESA2017.
Abstract (sommario):
Ce travail de recherche se situe dans la dynamique des microscopies dites en "champ proche" ou à sondes locales. La résolution de ces microscopies dépend des effets physiques liés à la géométrie de la sonde et au type d'interaction de cette dernière avec l'échantillon à analyser. Dans ce contexte, nous avons développé, réalisé et exploité un instrument combinant deux détections : l'une optique et l'autre à forces atomiques. La première permet de déterminer la distribution du champ lumineux au voisinage immédiat de l'objet tandis que la détection de force fournit la topographie du même site de l'objet. La double détection a été démontrée. A partir de ces deux informations, il est possible de mieux comprendre les phénomènes d'interaction matière-rayonnement à l'échelle nanométrique et de mettre en évidence les effets optiques directement liés soit à la topographie soit à la nature physico-chimique de l'objet. Deux essais d'optimisation des images optiques ont été développés, soit par métallisation de la pointe, soit par l'exploitation de l'interférométrie optique en champ proche. Le dernier chapitre est une modélisation des microscopes optiques en champ proche basée sur un calcul perturbatif au premier ordre permettant de calculer le champ électromagnétique diffracté par l'ensemble sonde-objet (méthode couplée)This work deals with near field or local probe microscopes. The resolution of such microscopes depends on the physical effects connected to the geometry of the probe and onthe type of the interaction between the probe with the sample under test. In. This framework, we have developed and realized an instrument combining both an optical detection and an atomic force detection. The first one allows us to determine the mapping of the light intensity on the object surface, whereas the force detection provides the topography on the same site of the object. The double detection has been realized ansd demonstrated. The acquisition of these complemental data allows us to understand the interaction between light and matter at nanometer scale and to point out the optical effects -connected either to the topography or to the physical - chemical properties of the object. Two attempts of optical image optimization have been carried out either by metallization of the tip or by using optical resonance in a Fabry-Pérot cavity. The last chapter deals with a modeling based on a first order perturbative computation ( coupled method)
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Mariotti, Jean-Marie. "Imagerie à la limite de diffraction en infrarouge proche : méthodes et résultats astrophysiques". Lyon 1, 1987. http://www.theses.fr/1987LYO10048.
Abstract (sommario):
Deux contraintes fondamentales limitent la précision de l'interférométrie ir des tavelures. La première est liée à la méconnaissance des propriétés statistiques de la turbulence atmosphérique, la deuxième est due à l'insuffisance théorique actuelle en matière de physique de la formation stellaire ou de celle de la formation de poussières dans les enveloppes circumstellaires. Une réponse au premier problème est l'abandon de l'interférométrie dans le plan image au profit du plan pupille. Pour le deuxième on peut avoir recours à des télescopes à pupille diluée. On discute de ces différentes méthodes et du couplage entre hautes résolutions spatiale et spectrale.
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Babuty, Arthur. "Étude en champ proche optique de sources plasmoniques actives dans l'infrarouge et spectroscopie locale de l'émission thermique". Paris 6, 2012. http://www.theses.fr/2012PA066004.
Abstract (sommario):
Nous présentons l'étude en microscopie optique en champ proche à pointe diffusante (a-SNOM) de lasers à cascade quantique (QCLs) spécialement conçus pour la génération électrique de plasmons-polaritons de surface (SPPs) dans le moyen infrarouge. Ces derniers sont générés soit en structurant la surface du ruban du QCL avec un réseau métallique en or, soit par couplage direct à la sortie de la facette du laser avec une piste métallique. Lorsque cette piste est périodiquement structurée, nous montrons qu'il est possible de conférer aux SPPs du moyen infrarouge des propriétés de confinement semblable à celles des SPPs du visible. La structuration de l'extrémité du réseau sous la forme d'une pointe nous a aussi permis de mettre en évidence la concentration de l'énergie des SPPs sur un « point chaud » de taille sub-longueur d'onde. Nous présentons aussi la spectroscopie de l'émission thermique en champ proche réalisée en couplant un a-SNOM, fonctionnant sans illumination externe, avec un spectromètre à transformée de Fourier (FTIR). En investiguant des matériaux polaires présentant des modes de surface appelés phonons-polaritons de surface, nous avons mesuré leurs spectres caractérisés en champ proche par un pic monochromatique. Ce résultat constitue la première démonstration expérimentale de la cohérence temporelle de l'émission thermique en champ proche. Nous montrons sur base d'un modèle théorique développé par nos collaborateurs, que nous mesurons les variations spectrales de la densité locale de modes optiques (LDOS). Ce nouvel instrument nous a permis de développer un nouveau mode de spectroscopie infrarouge résolue spatialement à une échelle sub-longueur d'onde.
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Wurtz, Grégory. "Développement d'un microscope optique en champ proche utilisant une sonde métallique : application à l'étude de composants de l'optoélectronique et à la mise en évidence de l'effet pointe optique". Troyes, 2000. http://www.theses.fr/2000TROY0003.
Abstract (sommario):
La comprehension des mecanismes physiques qui regissent la formation des images snom est l'idee directrice de ce manuscrit. Nous abordons ce probleme dans le cas particulier d'un microscope snom utilisant une sonde diffusante en tungstene travaillant dans le mode afm contact-intermittent. Nous decrivons d'abord les potentialites du microscope que nous avons developpe ainsi que les differentes etapes qui menent a la formation de l'image snom dans le mode vibrant que nous utilisons. Cette partie nous permet egalement de discuter de la dependance du signal optique avec le comportement mecanique de la sonde au cours de l'imagerie. Nous presentons ensuite deux etudes particulieres qui nous ont permis d'etablir la sensibilite de la sonde aux caracteristiques du champ electromagnetique auquel elle est soumise. L'etude de composants de l'optoelectronique en emission fait l'objet de la premiere etude. L'instrumentation optique polyvalente, dont est dote notre microscope, nous a permis d'etudier l'influence de l'amplitude de vibration de la sonde, de la direction de collection du signal optique ainsi que de la frequence de demodulation synchrone sur le contenu de l'image snom. Nous avons ainsi pu definir une configuration experimentale optimale dans la description du mode emis par une diode laser. Dans cette etude, nous avons mis en valeur la capacite de la sonde a se comporter comme un detecteur local de lumiere. La deuxieme etude presente une experience de photopolymerisation sub- qui nous a permis de demontrer la capacite d'une sonde metallique a se comporter comme une source lumineuse locale. Nous utilisons une sonde en tungstene dans les conditions d'exaltation du champ pour photoinduire localement le processus de polymerisation. Nous presentons deux configurations experimentales pour lesquelles une exaltation locale a donne lieu a la creation d'un objet polymere de taille nanometrique et discutons des resultats sous leur aspect optique et physico-chimique.
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Chaigneau, Marc. "Imagerie et spectroscopies en champ proche optique : de la nano-sonde à la caractérisation de matériaux". Phd thesis, Université de Nantes, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00274746.
Abstract (sommario):
Les propriétés singulières des ondes évanescentes ont permis le développement de la microscopie en champproche optique, mais également l'émergence de capteurs moléculaires basée sur l'excitation de plasmons de
surface. Ce travail de thèse est consacré au développement de nano-sondes à base de fibres optiques destinées à ces
deux applications.
Après un état de l'art des différents procédés de la littérature, ce travail aborde une nouvelle approche pour
créer des nano-sondes optiques. La gravure chimique, pour créer une pointe à l'extrémité d'une fibre conique, est
premièrement optimisée. Les étapes suivantes sont réalisées dans un dispositif plasma original, basé sur une
décharge en régime de cathode creuse cylindrique. Pour finaliser la fabrication des sondes, les pointes métallisées
sont ouvertes in situ avec une micro-étincelle obtenue via une décharge couronne en configuration pointe-plan.
Notre microscope est ensuite détaillé et une étude paramétrique est menée afin d'optimiser la formation des
images, les capacités de résolution du sont discutées. A titre d'exemple, le microscope est ensuite appliqué à la
science des nano-matériaux, et quelles pistes d'investigation de nano-structures sont explorées, ainsi que le
potentiel de spectroscopie Raman en champ proche.
La spectroscopie résonante des plasmons de surface est aussi abordée. Les sondes spécialement modifiées
sont ici destinées à la détection moléculaire en milieu aqueux. Les capteurs ainsi élaborés sont testés dans des
microvolumes de solution, et leur capacité d'exaltation du signal Raman est présentée.
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Roblin, Matthieu. "Modélisation numérique et imagerie optique en champ proche par rétro-injection laser de guides d'onde plasmoniques". Phd thesis, Université de Caen, 2013. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00937778.
Abstract (sommario):
Cette thèse est consacrée à l'étude théorique et expérimentale de guides d'onde plasmoniques fonctionnant à la longueur d'onde de 1,55µm. Ces guides d'onde plasmoniques sont envisagés comme interconnexions optiques avec un confinement latéral sub-longueur d'onde. Différents codes de simulations ont été développés à la fois comme outils de prédiction pour la conception des composants mais également pour comparer systématiquement les résultats du calcul avec les mesures expérimentales. Un premier modèle 2D basé sur une approche multicouche a été utilisé pour identifier les modes plasmoniques sur des structures planaires. Un solveur de mode a ensuite permis de déterminer les modes propres dans des guides d'onde plasmoniques de formes diverses. Finalement, ces deux codes ont été utilisés pour implémenter une source optique dans un code FDTD (Finite-Difference Time-Domain) utilisé pour simuler numériquement, par éléments finis, des structures plasmoniques en 2D ou 3D. Deux catégories de guides d'onde plasmoniques ont été fabriquées par lithographie par faisceaux d'électrons. Un montage de microscopie en champ proche SNOM fonctionnant par rétro-injection laser a été utilisé pour caractériser expérimentalement les propriétés optiques de ces structures. La première catégorie est constituée de bandes métalliques en or caractérisées par une longueur de propagation élevée mais un confinement latéral limité. La seconde catégorie est constituée par des rubans en polymère déposés sur une couche d'or. Ces guides, dits DLSPP, présentent un confinement optique sub-longueur d'onde qui permet de combler l'écart d'échelle entre des composants optiques et des circuits intégrés électroniques.
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Gobrecht, Alexia. "Vers une nouvelle approche optique pour la caractérisation des sols par spectrométrie visible et proche infrarouge". Thesis, Montpellier, SupAgro, 2014. http://www.theses.fr/2014NSAM0038/document.
Abstract (sommario):
Avec l'objectif de réduire de la quantité de gaz à effets de serre dans l'atmosphère, les pouvoirs publics encouragent les pratiques ayant vocation à séquestrer du carbone dans les sols (reforestation, changement de pratiques agricoles). Pour en évaluer les réels bénéfices, des outils analytiques rapides, précis et peu coûteux sont nécessaires pour pouvoir comptabiliser précisément les stocks de carbone et leur évolution dans le temps. La Spectroscopie proche infrarouge (SPIR) est une technologie analytique adaptée à ce cahier des charges mais relève encore du domaine de la recherche en science du sol.Cette thèse s'est focalisée sur la première étape de cette méthode analytique: la formation du signal. Les sols étant des milieux très complexes, en termes de composition chimique et de structure physique, le signal spectroscopique est négativement impacté par les phénomènes de diffusion. Les conditions de la loi de Beer-Lambert n'étant plus remplies, les modèles chimiométriques pour prédire la teneur en carbone des sols sont moins précis et robustes. Nous proposons un système optique de mesure spectrale original et adapté aux milieux très diffusants, qui se base sur le principe de polarisation de la lumière. Il permet de sélectionner les photons ayant été moins impactés par le phénomène de diffusion. Ce signal est utilisé pour calculer un signal d'absorbance étant une bonne approximation de l'absorbance de Beer-Lambert.Ce dispositif, appelé PoLiS, a été validée expérimentalement sur des milieux modèles liquides et particulaires. Appliquée des sols pour prédire la teneur en carbone organique, les modèles de prédictions sont meilleurs avec l'absorbance calculée par PoLiS qu'avec l'absorbance calculée classiquement à partir de la mesure de réflectanceWith the goal of reducing the amount of greenhouse gases in the atmosphere, policy makers encourage practices intended to sequester carbon in soils (reforestation, changes in farming practices). New methods are required to rapidly and accurately measure soil C at field- and landscape-scales. Near infrared spectroscopy (NIRS) is an analytical technology adapted to these specifications but remains experimental research in soil science.This thesis has focused on the first step of this analytical method: signal formation. The soils are very complex materials, in terms of chemical composition and physical structure. Hence, the spectroscopic signal is negatively impacted by light scattering. Consequently, the conditions of the Beer-Lambert are no longer fulfilled, and the chemometric models to predict the carbon content of soils are less accurate and robust. We develop an original optical method based on light polarization spectroscopy to measure the absorbance of highly scattering materials. By selecting photons being less scattered, we compute a new absorbance signal which is a good approximation of the Beer-Lambert absorbance.This method, called Polis, was experimentally validated on model materials in liquid and powdered form. Applied on soils to predict Total Organic Content, the model built with the PoLiS absorbance outperform the models built with the classical absorbance computed from the diffuse reflectance signal
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Tascu, Sorin. "Étude en champ proche optique de guides optiques, de luminescence et d'effets photoréfractifs dans des cristaux". Lyon 1, 2003. http://www.theses.fr/2003LYO10250.
Abstract (sommario):
Ce manuscrit porte sur l'étude de phénomènes photoréfractifs et de luminescence dans des guides d'ondes optiques plans et canaux, en utilisant la technique SNOM. Des structures guidantes créées dans du LiNbO/3, LiTaO/3, SBN et LiF par plusieurs méthodes, ont été caractérisées par l'acquisition simultanée d'une image topographique et d'une image optique de champ proche. Pour la première fois des effets électro-optiques sous champ électrique externe permettant la création de solitons spatiaux photoréfractifs a été étudiée dans des guides monocristallins de SBN, dans une configuration SNOM. Nous présentons également les premiers guides canaux obtenus par implantation ionique dans le SBN, ainsi que les études d'effets photoréfractifs sous champ dans ces guides. Par ailleurs, une étude spectroscopique locale a été réalisée sur des structures de centres colorés dans du LiF et le guidage optique dans des structures en ruban de centres colorés a été également examiné en configuration SNOM
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Roblin, Matthieu. "Modélisation numérique et imagerie optique en champ proche par rétro-injection laser de guides d’onde plasmoniques". Caen, 2013. http://www.theses.fr/2013CAEN2063.
Abstract (sommario):
Cette thèse est consacrée à l’étude théorique et expérimentale de guides d’onde plasmoniques fonctionnant à la longueur d’onde de 1,55µm. Ces guides d’onde plasmoniques sont envisagés comme interconnexions optiques avec un confinement latéral sub-longueur d’onde. Différents codes de simulations ont été développés à la fois comme outils de prédiction pour la conception des composants mais également pour comparer systématiquement les résultats du calcul avec les mesures expérimentales. Un premier modèle 2D basé sur une approche multicouche a été utilisé pour identifier les modes plasmoniques sur des structures planaires. Un solveur de mode a ensuite permis de déterminer les modes propres dans des guides d’onde plasmoniques de formes diverses. Finalement, ces deux codes ont été utilisés pour implémenter une source optique dans un code FDTD (Finite-Difference Time-Domain) utilisé pour simuler numériquement, par éléments finis, des structures plasmoniques en 2D ou 3D. Deux catégories de guides d’onde plasmoniques ont été fabriquées par lithographie par faisceaux d’électrons. Un montage de microscopie en champ proche SNOM fonctionnant par étro-injection laser a été pour caractériser expérimentalement les propriétés optiques de ces structures. La première catégorie est constituée de bandes métalliques en or caractérisées par une longueur de propagation élevée mais un confinement latéral limité. La seconde catégorie est constituée par des rubans en polymère déposés sur une couche d'or. Ces guides, dits DLSPP, présentent un confinement optique sub-longueur d’onde qui permet de combler l’écart d’échelle entre des composants optiques et des circuits intégrés électroniquesThis thesis is focused on the theoretical and experimental study of plasmonic waveguides operating at a wavelength of 1. 55µm. Such plasmonic waveguides are investigated for optical interconnections with sub-wavelength lateral confinement. Several computational codes have been developed as predictive tools for the design of structures but also for systematic comparisons with experimental measurements. First, a 2D model based on multilayer approach was used to identify and characterize plasmonic modes on planar waveguides. A mode solver was also developed to determine the eigenmodes in plasmonic waveguides with various transverse shapes. Finally, these two codes have been re-used to implemente the optical source in a numerical model based on Finite-Difference Time-Domain (FDTD) approach. This final model was used to simulate numerically plasmonic structures both in 2D or 3D. Two categories of plasmonic waveguides have been processed by electron beam lithography. A scanning near-field optical microscope (SNOM) based on laser feedback interferometry has been used to observe experimentally the optical properties in these structures. The first waveguiding structures were based on metallic stripes, with propagation length up to few hundred of µm but at low lateral confinement. The second series of waveguiding structures was based on DLSPP consisting of a sub-wavelength polymer ridge deposited on a gold layer. Such DLSPP optical waveguides allow sub-wavelength lateral light confinement and are investigated as efficient interconnection between highly integrated electronic devices and optical links
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Mahieu-Williame, Laurent. "Etude expérimentale d'effets linéaires et non-linéaires sur des nanostructures par microscopie optique en champ proche". Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066561.
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Ducourtieux, Sébastien. "Microscopie optique en champ proche sans ouverture : développement d'un instrument et application à l'étude de nanostructures". Paris 6, 2001. http://www.theses.fr/2001PA066292.
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Bouillard, Jean-Sébastien. "Microscopie en champ proche optique à base de micro pointes optiques en polymère : développement et applications". Troyes, 2007. http://www.theses.fr/2007TROY0005.
Abstract (sommario):
Après avoir classé les différentes sondes existant en champ proche optique, nous présentons une nouvelle sonde polymère pour la microscopie en champ proche optique. Nous décrivons sa fabrication et ses principales caractéristiques optiques avant de présenter les améliorations pouvant être amenées à ces sondes afin d’améliorer leur résolution. Afin d��utiliser ces nouvelles sondes, un microscope optique en champ proche (SNOM) utilisant un système d’asservissement basé sur un diapason de quartz a été développé. Nous présentons le dispositif expérimental en se concentrant sur le développement du système d’asservissement. Puis, nous exposons quelques résultats expérimentaux obtenus avec les nouvelles sondes polymères. Ainsi nous présentons deux études de luminescence : une étude d’un échantillon luminescent nanostructuré nous permettant d’estimer la résolution de la sonde utilisée, et une étude sur la luminescence du silicium poreux nano-structuré par voie optique. Ensuite nous présentons des résultats obtenus sur des échantillons de l’optique guidée et l’optoélectronique : une étude de mode sur une diode laser à cavité verticale émettant par la surface (VCSEL), puis une nouvelle méthode pour cartographier l’indice de réfraction à l’intérieur d’une structure guidante, enfin, nous observons les modes se propageant dans un guide optique ce qui nous permet de tester un autre aspect de la sonde polymère. Finalement, nous présentons une étude du couplage entre des fluoropohores et des nanoparticules me��talliquesAfter classifying the various probes used in near field optics, we present a new polymer probe for field optics microscopy. We describe its fabrication and its major optical characteristics and then present the improvements that can be made to those probes in order to enhance their resolution. In order to use those new probes, we developed a scanning near field optical microscope (SNOM) using a regulation system based on a quartz tuning fork. We present the experimental apparatus concentrating ourselves on the development of the regulation system. We then expose some chosen results obtained with the polymer probes. We thus present two luminescence studies : a study of a nanostructured luminescent sample which allowed us to determine the resolution of the probe used, and a study on the luminescence of optically nanostructured porous silicon. Next we present results obtained on guided optics and optoelectronics samples : a mode study on a vertical cavity surface emitting laser (VCSEL), and a new method for mapping the refractive index inside a guiding structure, and finally we observe modes propagating through an optical waveguide which allowed us to test yet another aspect of the polymer probes. Lastly, we present a study of the coupling between fluorophores and metal nanoparticles