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Christophe Pin

Piégeage et manipulation d'objets colloïdaux à l'aide de structures photoniques en silicium intégrées dans des puces optofluidiques

Publié le 30 juin 2016


Thèse soutenue le 30 juin 2016 pour obtenir le grade de docteur de l'Université de Bourgogne - Franche Comté - Spécialité : Physique

Résumé :
Les champs électromagnétiques évanescents sont à l'origine de forces optiques de champ proche, comme par exemple à la surface de guides d'onde ou de nanocavités photoniques où la lumière se trouve très fortement confinée. Ces forces sans-contact peuvent être avantageusement utilisées pour piéger et manipuler des micro- et nano-objets en solution. Cette thèse a pour but l'étude de ces interactions et de leurs potentielles applications. Le premier chapitre consiste en une brève introduction aux domaines des systèmes colloïdaux et du piégeage optique, notamment en champ proche. Le deuxième chapitre présente les moyens instrumentaux utilisés, ainsi que le procédé mis au point pour la fabrication de puces optofluidiques dotées d'un canal microfluidique. Le troisième chapitre est dédié à l'étude du potentiel de piégeage perçu par des microbilles de 2 µm, 1 µm et 500 nm à la surface d'une nanocavité photonique, et aboutit à la notion de microscopie optofluidique en champ proche optique. Dans le quatrième chapitre, nous étudions le comportement dynamique et la manipulation d'agrégats de microbilles piégés en présence d'écoulements. Le dernier chapitre est consacré à l'étude du piégeage et de la manipulation de microbilles à la surface de guides d'onde sous l'action de modes copropagatifs.

Jury :
Présidente : Béatrice Dagens
Rapportrice : Anne-Marie Haghiri-Gosnet
Examinateur : Thierry Grosjean
Examinateur : Jochen Fick
Directeur de thèse : Benoît Cluzel
Co-directeur de thèse : Frédérique de Fornel
Co-directeur de thèse : Emmanuel Picard

Mots clés :
Optofluidique, Photonique silicium, Nanocavité photonique, Guide d'onde optique, Pince optique, Champ proche optique

Thèse en ligne.