Light transmission by subwavelength square coaxial aperture arrays in metallic films

Using Fourier Modal Method, we study the enhanced transmission exhibited by arrays of square coaxial apertures in a metallic film. The calculated transmission spectrum is in good agreement with FDTD calculations. We show that the enhanced transmission can be explained considering a few guided modes of a coaxial waveguide

Enhanced transmission beyond the cut-off through sub-Lambda Annular Aperture Arrays

A cascaded structure of annular aperture arrays perforated in silver films is shown to act as a high quality Fabry-Pérot interferometer (quality factor up to 200). The transmission of a single nanostructured layer exhibits a cut-off wavelength beyond which there is no transmission. It is demonstrated, here, that the double structure permits to overcome this cut-off. It is also found that transmission is enhanced by a factor of 150 for certain wavelengths. This kind of cascaded nanostructured metallic layers offers many promising applications as well as for optical wavelengths than for THz-waves because this effect still exists for perfect metals. It opens up the path for the conception of a new generation of integrated components based on metallo-dielectric structures that can be easily tailored as tunable devices

Nonlinear optical properties of interconnected gold nanoparticles on silicon

International audienceWe report second harmonic generation (SHG) measurements in reflectivity from chains of gold nanoparticles interconnected with metallic bridges. We measured more than 30 times a SHG enhancement when a surface plasmon resonance was excited in the chains of nanoparticles, which was influenced by coupling due to the electrical connectivity of the bridges. This enhancement was confirmed by rigorous coupled wave method calculations and came from high localization of the electric field at the bridge. The introduction of 10% random defects into the chains of nanoparticles dropped the SHG by a factor of 2 and was shown to be very sensitive to the fundamental wavelengt

PSTM : An alternative to measure local variation of optical index

Scanning Tunneling Optical Microscopes (STOM) or Photon Scanning Tunneling Microscopes (PSTM) have succeed to image solid surfaces with high lateral resolution. However, experimental and theoretical studies have proved that images can be very different versus the actual sample profile. In this paper, we extend a previous model based on a perturbative resolution of Maxwell equations, with boundary conditions on a multilayer sample, to the case of three- dimensional devices. As an illustration, STOM can detect index defects. We show that it is feasible to distinguish index defects near the surface of the sample and geometric defects of the profile. Three experimental parameters must be taken into account: the detection distance, the angle of incidence and the polarization of the light can influence the resolution of the index defect.Les Microscopes Tunnel Optiques à balayage (STOM : Scanning Tunneling Optical Microscopes ou PSTM : Photon Scanning Tunneling Microscopes) atteignent aujourd'hui une résolution latérale importante (λ/30). Cependant, l'expérience et la théorie ont démontré que les images obtenues sont souvent très différentes des profils étudiés. Dans ce travail, nous étendons un modèle précédemment développé pour des configurations bi-dimensionnelles à des configurations tri-dimensionnelles. Ce modèle est basé sur la résolution des équations de Maxwell avec conditions aux limites au niveau des dioptres composant le dispositif. Nous appliquons ce modèle pour illustrer le fait que le STOM peut détecter les défauts d'indice. Nous montrons qu'il est possible de distinguer des défauts d'indice des défauts de structure du profil. Trois paramètres expérimentaux peuvent infder : la distance de détection, les angles d'incidence et de polarisation

Une modélisation de l'influence de la métallisation des objets et de la forme des sondes en SNOM

Recently, various versions of Scanning Near-Field Optical Microscopes (SNOM) have been developed, pushing the limits of lateral resolution beyond the Rayleigh criterion: λ/30 ~ 20 nm have been reached. Unfortunately, images obtained by SNOM dépend strongly on the experimental conditions (angle of incidence, polarization, incidence plane direction, sample nature...) Theoretical studies are thus necessary for interpreting experimental data. In a previous work, we proposed a model based on a perturbative resolution of Maxwell equations. Here, we extend this work to more complex samples (multilayers) and to more general tip geometries. Moreover, this model can be used for various SNOM configurations and take the sample-tip electromagnetic coupling into account.Depuis quelques années, diverses techniques de microscopie en champ proche (SNOM : Scanning Near-Field Optical Microscopy) permettent d'obtenir des images avec une résolution latérale bien meilleure que le critère de Rayleigh (λ/30 ~ 20 nm sont annoncés). Les images obtenues sont très dépendantes des conditions expérimentales (angle d'incidence, polarisation, orientation du plan d'incidence, nature de l'objet...) Des études théoriques sont encore nécessaires pour modéliser les divers microscopes et interpréter les images. Nous proposons un modèle basé sur une description macroscopique de l'objet et de la sonde et utilisant une résolution perturbative des équations de Maxwell. Il s'agit ici d'une extension des travaux précédents à des objets complexes (multicouches) et des sondes de forme plus générale. De plus, le couplage électromagnétique entre la sonde et l'objet distants de quelques nanomètres est maintenant prise en compte

Apport de l'inspection haute résolution à l'étude de matériaux ferroélectriques en couches minces. Activité électro-optique champ lointain d'un fluide électrorhéologique

Ce travail s'inscrit dans une thématique liée à l'étude des propriétés électro-optiques de deux matériaux ferroélectriques, PZT et (LiNbO3), et d'un fluide électrorhéologique. Dans une première partie, nous présentons le procédé sol-gel et la réalisation d'une solution, pour le dépôt de couches minces de PZT. Leur caractérisation valide la possibilité d'obtenir des films minces ferroélectriques suivant cette technique. Une seconde partie est consacrée à la description d'un microscope optique en champ proche, fonctionnant en mode RSNOM, initialement conçu au laboratoire, et dont nous avons poursuivi le développement et la caractérisation. Ses fonctionnalités (fiabilité, résolution topographique) permettent l'inspection haute résolution, topographique et optique, des couches minces ferroélectriques précédemment caractérisées. Après un rappel sur le formalismes des propriétés électro-optiques, nous avons mis en évidence par voie optique, au moyen d'une excitation et d'une modulation électrique, la présence de domaines ferroélectriques inversement polarisés au sein d'un cristal de niobate de lithium (LiNbO3). Les observations sont réalisées à l'aide du microscope optique RSNOM. Des essais sur des films de PZT, artificiellement polarisés ou non, sont également menés. La polarisation locale contrôlée des films de PZT confirme leur aptitude comme support de mémoires ferroélectriques non-volatiles, dont le principe est abordé. Une dernière partie est consacrée à la mise en évidence optique du phénomène électrorhéologique au sein de fluides spécialement élaborés. En annexe des travaux précédents, un code de simulation sur Ansys est développé pour l'étude du comportement d'un dispositif résonant en microscopie champ proche : le diapason.BESANCON-BU Sciences Staps (250562103) / SudocSudocFranceF

PHENOMENES TRANSITOIRES EN OPTIQUE DE CHAMP PROCHE (DUREE DE VIE DE FLUORESCENCE ET PROPAGATION D'IMPULSIONS DANS DES MESOSTRUCTURES)

BESANCON-BU Sciences Staps (250562103) / SudocSudocFranceF