Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Le développement récent et rapide de la nano-optique a permis à la lumière de devenir une composante importante des nanotechnologies, ouvrant la voie à des ruptures technologiques dans des domaines où le photon tient une place prépondérante : télécommunications, éclairage, affichage, photovoltaïque, santé... Dans ce contexte, il devient de plus en plus nécessaire de développer et contrôler des nanosources optiques de dimensions spatiales très inférieures à la longueur d’onde impliquée. Ce dossier présente une importante famille de nanosources optiques ayant la particularité d’être supportées par des nanoparticules métalliques en interaction avec un champ lumineux.
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The recent and rapid development of nano-optics has enabled the light to become an essential component of nanotechnologies, opening the way to technological breakthrough in domains where the photon prevails: telecommunications, lighting, photovoltaics, health, etc. In this context, it has become more and more necessary to develop and monitor optical nanosources with spatial dimensions significantly lower than the involved wavelength. thsia rticle presents a large familly of optical nanosources presenting the characteristic of being supported by metallic nanoparticles interacting with a light field.
Auteur(s)
-
Renaud BACHELOT : Professeur des Universités à l’université de technologie de Troyes - Directeur du Laboratoire de Nanotechnologies et d’Instrumentation Optique LNIO
-
Jérôme PLAIN : Professeur des Universités à l’université de technologie de Troyes - Responsable de l’axe Plasmonique moléculaire et Nanophotochimie du LNIO - Responsable de la plateforme régionale de nanofabrication et de nanocaractérisation Nano’Mat
INTRODUCTION
Le développement récent et rapide de la nano-optique a permis à la lumière de devenir une composante importante des nanotechnologies, ouvrant la voie à des ruptures technologiques dans des domaines où le photon tient une place prépondérante : télécommunications, éclairage, affichage, photovoltaïque, santé... Dans ce contexte, il devient de plus en plus nécessaire de développer et contrôler des nanosources optiques de dimensions spatiales très inférieures à la longueur d’onde impliquée. Ce dossier présente une importante famille de nanosources optiques ayant la particularité d’être supportées par des nanoparticules métalliques en interaction avec un champ lumineux.
Rapid and recent development of the Nano-Optics has made light an important component of Nanotechnologies, opening up new routes in many domains where photons are used : telecommunications, lighting, displaying, photovotaics, health,. In this context, development of controlled and efficient optical nanosources (size << involved wavelength) has given rise to growing efforts and research activities. This article presents an important family of optical nanosources that are supported by metal nanoparticules in interaction with light.
nano-optique, plasmonique, état de l’art
nano-optics, plasmonics, state of art
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3. Approches de nanosources optiques métalliques
Plusieurs approches de nanosources optiques métalliques ont été développées. Ces nanosources sont la plupart du temps amplifiées par résonance plasmon, mais nous verrons que ce n’est pas toujours le cas. Nous verrons également que les nanosources métalliques peuvent être utilisées dans deux situations :
i) interaction avec la matière → modification locale de celle-ci ;
ii) interaction locale avec un système → rayonnement en champ lointain, dont la nature est une signature de cette interaction, apportant des informations sur cette dernière.
3.1 Nanosources optiques « tout-métallique »
Plusieurs types de nanosources optiques basées sur l’utilisation de nanomatériaux entièrement métalliques (i.e. non couplés à des matériaux de nature différente) ont été développés et étudiés.
Ces sources peuvent être classées en quatre familles :
-
sources linéaires isolées ;
-
sources non linéaires ;
-
nanosources basées sur une interaction ;
-
superfocussing.
Les performances recherchées sont à chaque fois :
i) le confinement spatial (<< λ, typiquement 20 nm dans le visible) ;
ii) l’intensité, souvent exprimée en terme de facteur d’exaltation par rapport à l’intensité incidente (gamme 10-1000) ;
iii) la couleur, liée à la longueur d’onde de la lumière, typiquement comprise entre 450 et 1000 nm.
HAUT DE PAGE3.1.1 Sources linéaires isolées
Il s’agit ici de générer une source locale issue d’un confinement électromagnétique résultant de processus linéaires, pour lesquels la couleur de la lumière n’est pas modifiée par diffusion/diffraction par un nano-objet. Trois exemples de telles sources sont présentés figure 4.
La figure 4a montre une nanosource verte (λ = 530 nm) créée à partir de la résonance plasmon dipolaire d’une nanoparticule...
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Approches de nanosources optiques métalliques
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GOODMAN (J.) - Introduction à l’optique de Fourier et à l’holographie - Paris : Masson (1972).
-
(2) - MASSEY (G.A.) - « Microscopy and pattern generation with scanned evanescent waves » - Appl. Opt, vol. 23, n° 5, p. 658 (1984).
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(3) - VIGOUREUX (J.M.), GIRARD (C.), COURJON (D.) - « General principles of scanning tunneling optical microscopy » - Opt Lett, vol. 14, n° 19, pp. 1039-1041 (1989).
-
(4) - BROKMANN (X.), HERMIER (J.), DESBIOLLES (P.), DAHAN (M.) - « Des nanosources de lumières pour l'optique et la biologie » - Images de la physique 00 (2004).
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(5) - NOVOTNY (L.), HECHT (B.) - Principles of Nano-Optics - Cambridge Univ Pr, p. 539 (2006).
-
(6) - COURJON (D.), BAINIER (C.) - Le Champ proche optique :...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
ESPCI
-
LNIO
-
Institut Fresnel
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Département d'optique de FEMTO-ST
-
Laboratoire Charles Fabry Institut d'Optique
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Laboratoire de Photonique et de Nanostructures
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Institut des nanosciences de Paris
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Laboratoire de Physique des Solides
-
Institut d’Electronique Fondamentale,
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Laboratoire Aimé Cotton,
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LASIM, Lyon
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LPCML, Lyon,
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LPMCN, Lyon
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Institut Néel, Grenoble
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LP2N / nanophotonique Bordeaux
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