Nano-optique : applications pratiques

Description

Cette séance de cours de l'instructeur couvre les applications pratiques des nano-optiques, en mettant l'accent sur des sujets tels que les nanoplasmiques, la biosension avec les nanorésonateurs optiques, la technologie de laboratoire sur puce et les micro-optiques thonières. La séance de cours explore comment les nano-optiques peuvent être utilisées pour surveiller la santé à l'échelle moléculaire, améliorer les diagnostics et permettre des techniques d'imagerie novatrices.

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Concepts associés (29)

Transformation optics

Transformation optics is a branch of optics which applies metamaterials to produce spatial variations, derived from coordinate transformations, which can direct chosen bandwidths of electromagnetic radiation. This can allow for the construction of new composite artificial devices, which probably could not exist without metamaterials and coordinate transformation. Computing power that became available in the late 1990s enables prescribed quantitative values for the permittivity and permeability, the constitutive parameters, which produce localized spatial variations.

Plasmonic metamaterial

A plasmonic metamaterial is a metamaterial that uses surface plasmons to achieve optical properties not seen in nature. Plasmons are produced from the interaction of light with metal-dielectric materials. Under specific conditions, the incident light couples with the surface plasmons to create self-sustaining, propagating electromagnetic waves known as surface plasmon polaritons (SPPs). Once launched, the SPPs ripple along the metal-dielectric interface. Compared with the incident light, the SPPs can be much shorter in wavelength.

Cristal photonique

Les cristaux photoniques sont des structures périodiques de matériaux diélectriques, semi-conducteurs ou métallo-diélectriques modifiant la propagation des ondes électromagnétiques de la même manière qu'un potentiel périodique dans un cristal semi-conducteur affecte le déplacement des électrons en créant des bandes d'énergie autorisées et interdites. Les longueurs d'onde pouvant se propager dans le cristal se nomment des modes dont la représentation énergie-vecteur d'onde forme des bandes.

Silicon photonics

Silicon photonics is the study and application of photonic systems which use silicon as an optical medium. The silicon is usually patterned with sub-micrometre precision, into microphotonic components. These operate in the infrared, most commonly at the 1.55 micrometre wavelength used by most fiber optic telecommunication systems. The silicon typically lies on top of a layer of silica in what (by analogy with a similar construction in microelectronics) is known as silicon on insulator (SOI).

Optique intégrée

L'optique intégrée concerne l'utilisation de technologies similaires à celles de la microélectronique pour la réalisation de composants optiques de très petite dimension. La réalisation des systèmes d'optique intégrée se fait par modification d'un substrat comme le phosphure d'indium. Ces technologies permettent de réaliser dans de faibles volumes des fonctions optiques élémentaires ou élaborées impossibles à réaliser par d’autres technologies. Leur géométrie générale est celle de plaquettes de quelques cm d'une épaisseur maximale de .