Interaction colloïde/microcavité optique dans un dispositif

Interaction colloïde/microcavité optique dans un dispositif optofluidique SOI
Contact : Emmanuel PICARD
DSM/INAC/SP2M/SINAPS
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Stage pouvant se poursuivre en thèse : Oui
Résumé :
Dans le cadre de ce sujet de thèse, nous proposons une étude optique (spatiale et spectrale) de nanocavités sur SOI dans lesquelles seront
positionnées des colloïdes. Les expériences menées seront des expériences de spectroscopie en modes guidés afin d?observer l?influence des
particules sur la transmission des cavités. L?étudiant aura à développer la technologie permettant de faire circuler une solution colloïdale au voisinage
de la cavité. Le développement instrumental et les différentes mesures sur les dispositifs réalisés seront essentiels quant à la réussite du stage.
Sujet détaillé :
Les microcavités optiques SOI permettent de réaliser un confinement ultime du champ électromagnétique tant spectralement que spatialement
(Q/Vm~105). Le couplage latéral de deux microcavités autorise de plus le confinement de la lumière dans l?espace libre entre les cavités(Fig1c). Les
forces optiques générées aux niveaux des résonateurs permettent ainsi d?envisager de manipuler dynamiquement des nanostructures colloïdales
injectées au c?ur du nanodispositif grace à un fluide immergeant le composant optique. Des fonctions de commutation/guidage/tris des colloides
deviennent alors possibles. Le stage de Master s?inscrit dans ce cadre.
La première étape consistera à étudier l?interaction colloide/microcavité optique. Plusieurs types de colloïdes seront évalués tels les diélectriques
(SIO2/ polystyrène) ou les métaux (Au). Le mouvement des colloïdes sera ensuite caractérisé en fonction des caractéristiques de la lumière injecté
(longueur d?onde/puissance?) afin de déterminer expérimentalement les forces optiques agissant sur les nanostructures.
Dans une seconde étape, l?étudiant participera au développement d?une cellule microfluidique PDMS assemblée sur le composant optique autorisant
l?injection d?un flux contrôlée de colloïdes. Il déterminera également les conditions de piégeage et de commutation en fonction de la nature/taille des
colloïdes. Il travaillera en synergie entre le laboratoire SiNaPS et l?équipe ColloNa du LTM au sein du campus MINATEC du CEA et aura accès aux
deux plateformes de technologie que sont le CEA-LETI et la PTA.