Microlentilles et nanoantennes optiques

Abstract

Cette thèse étudie les interactions de la lumière avec des particules de taille mierométrique et nanométrique. Les particules sont des composants optiques s'inscrivant dans un besoin de miniaturisation des systèmes optiques. Deux grands types de particules sont distingués dans ce manuscrit. D'une part, les particules diélectriques de taille mierométriques permettent de focaliser la lumière de manière analogue aux lentilles conventionnelles. Nous avons démontre que lorsque cette même bille est éclairée par un faisceau préalablement focalisé, une interférence destructive permet de réduire significativement le volume focal dans toutes les directions de l'espace. Il est important de noter que de telles performances n'avaient été réalisées qu'à l'aide de structures complexes de type métalliques ou de cristaux photoniques. Un second type de particules connaissant un regain d'intérêt en optique sont les particules métalliques qui supportent des résonances plasmoniques dans le domaine optique. Ces résonances produisent d'intenses champs électromagnétiques au voisinage de particules nanométriques, plus petites que la longueur d'onde optique. De fortes interactions entre plasmons localisés permettent également un contrôle de la position du point focal à des échelles bien inférieures à la longueur d'onde optique incidente. Du fait des dimensions de l'ordre du nanomètre des volumes de focalisation de ces nanolentilles , il devient possible d'interagir directement avec un émetteur unique placé dans le voisinage de la particule comme une molécule fluorescente ou une boite quantique. La particule permet d'augmenter et de réorienter le signal émis par l'émetteur dans son voisinage. La particule joue ainsi le rôle de nanoantenne permettant de coupler une onde propagative à un état localisé de la matière et réciproquementAIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF