Squeezing red blood cells on an optical waveguide to monitor cell deformability during blood storage

Red blood cells squeeze through micro-capillaries as part of blood circulation in the body. The deformability of red blood cells is thus critical for blood circulation. In this work, we report a method to optically squeeze red blood cells using the evanescent field present on top of a planar waveguide chip. The optical forces from a narrow waveguide are used to squeeze red blood cells to a size comparable to the waveguide width. Optical forces and pressure distributions on the cells are numerically computed to explain the squeezing process. The proposed technique is used to quantify the loss of blood deformability that occurs during blood storage lesion. Squeezing red blood cells using waveguides is a sensitive technique and works simultaneously on several cells, making the method suitable for monitoring stored blood

Giant resonant light forces in microspherical photonics

Resonant light pressure effects can open new degrees of freedom in optical manipulation with microparticles, but they have been traditionally considered as relatively subtle effects. Using a simplified two-dimensional model of surface electromagnetic waves evanescently coupled to whispering gallery modes (WGMs) in transparent circular cavities, we show that under resonant conditions the peaks of the optical forces can approach theoretical limits imposed by the momentum conservation law on totally absorbing particles. Experimentally, we proved the existence of strong peaks of the optical forces by studying the optical propulsion of dielectric microspheres along tapered microfibers. We observed giant optical propelling velocities ∼0.45 mm s−1 for some of the 15-20 µm polystyrene microspheres in water for guided powers limited at ∼43 mW. Such velocities exceed previous observations by more than an order of magnitude, thereby providing evidence for the strongly enhanced resonant optical forces. We analyzed the statistical properties of the velocity distribution function measured for slightly disordered (∼1% size variations) ensembles of microspheres with mean diameters varying from 3 to 20 µm. These results demonstrate a principal possibility of optical sorting of microspheres with the positions of WGM resonances overlapped at the wavelength of the laser source. They can be used as building blocks of the lossless coupled resonator optical waveguides and various integrated optoelectronics devices

L’enseignement agricole

Gaugiran Ernest. L’enseignement agricole. In: Manuel général de l'instruction primaire : journal hebdomadaire des instituteurs. 62e année, tome 31, 1895. p. 369

Concours d’herbiers

Gaugiran Ernest. Concours d’herbiers. In: Manuel général de l'instruction primaire : journal hebdomadaire des instituteurs. 61e année, tome 30, 1894. p. 247

Déplacement de particules et d'objets biologiques sur des guides d'ondes

Pierre Benech président Frédérique de Fornel rapporteur Sylvia jeney rapporteur Patrick Tabeling examinateur Stéphane Getin co-encadrant Jacques Derouard directeur de thèseOptical manipulation of particles on the surface of an optical waveguide could be potentially interesting for the development of sorting microsystems. However, the use of these devices is today restricted both by limited propulsion performances and by a lack of knowledge of the physical phenomenon, specially for metallic particles. Up to now, these difficulties have not allowed the manipulation of biological cells on theses devices. To improve the waveguide propulsion efficiency, we developed a simulation code which allowed us to calculate the optical forces on a particle located on the surface of a waveguide. These simulations highlight the presence of repulsive gradient forces on metallic particles for some specific configurations. In the mean time, we developed an experimental set up dedicated to the optical manipulation of particles and we found a large influence of light polarisation on metallic micrometric particles velocities. These observations illustrated gradient forces sign inversion with light polarisation and validated the theoretical model. From a practical point of view, this model allowed the design of optical waveguides optimised for the particle propulsion and experimentally, the use of silicon nitride waveguides highly improved the device performances. These results enabled to extend the field of application of this technique to biology and to perform cell propulsion on optical waveguides.La manipulation optique d'objets en surface d'un guide d'onde représente une approche potentiellement intéressante pour le développement de microsystèmes de tri de particules. Toutefois, la mise en oeuvre de ces dispositifs est actuellement freinée par des performances limitées en terme de propulsion mais aussi par une mauvaise maîtrise des interactions mises en jeu sur des objets métalliques. Ces difficultés ont jusqu'alors interdit la manipulation d'objets biologiques sur ces composants. A travers une étude théorique, nous proposons une méthode originale de calcul des forces optiques s'exerçant sur un objet en surface d'un guide d'onde. Elle permet de mettre en évidence l'existence de forces de gradient répulsives, sur des billes métalliques, dans certaines conditions. L'élaboration d'un dispositif expérimental dédié à la manipulation de particules nous a permis de valider ce modèle et de mettre en évidence une forte dépendance des vitesses des billes métalliques micrométriques avec la polarisation de la lumière. Ces observations illustrent l'impact des forces de gradient sur le mouvement des particules. D'un point de vue plus appliqué, le modèle théorique développé nous a permis de concevoir des structures guidantes destinées à optimiser la propulsion des particules. Expérimentalement, l'utilisation de guides en nitrure de silicium a effectivement conduit à améliorer de façon conséquente les performances des dispositifs existants. Celles-ci nous ont permis d'élargir le champ d'application de cette technique au domaine de la biologie et de mettre en oeuvre le déplacement et la concentration de cellules sur des guides d'onde, sans aucun marquage

Enseignement et instruction agricoles

Gaugiran Ernest. Enseignement et instruction agricoles. In: Manuel général de l'instruction primaire : journal hebdomadaire des instituteurs. 61e année, tome 30, 1894. pp. 214-215

Sologne. — Concours d'enseignement et d’instruction horticoles et agricoles

Gaugiran Ernest. Sologne. — Concours d'enseignement et d’instruction horticoles et agricoles. In: Manuel général de l'instruction primaire : journal hebdomadaire des instituteurs. 59e année, tome 28, 1892. p. 246

Comité central agricole de la Sologne

Gaugiran Ernest. Comité central agricole de la Sologne. In: Manuel général de l'instruction primaire : journal hebdomadaire des instituteurs. 59e année, tome 28, 1892. pp. 22-23

L'aération des classes des écoles

Gaugiran Ernest. L'aération des classes des écoles. In: Manuel général de l'instruction primaire : journal hebdomadaire des instituteurs. 52e année, tome 21, 1885. pp. 52-53

Les concours du comité Agricole de la Sologne

Gaugiran Ernest. Les concours du comité Agricole de la Sologne. In: Manuel général de l'instruction primaire : journal hebdomadaire des instituteurs. 60e année, tome 29, 1893. p. 247