Etude de l'interaction d'une sonde structurée avec un objet sub-longueur d'onde (Cas d'un SNOM en mode collection, type PSTM en 2D)
Etude de l'interaction d'une sonde structurée avec un objet sub-longueur d'onde (Cas d'un SNOM en mode collection, type PSTM en 2D)
Fichiers
Date
2009-06-14
Auteurs
BOUTALEB Habib
Nom de la revue
ISSN de la revue
Titre du volume
Éditeur
Université Oran 1 Ahmed Ben Bella
Résumé
Dans le but d'étudier la formation des images en microscopie optique de champ proche en mode collection (type PSTM) et de les interpréter correctement, nous avons étudié, sur des modèles de sondes antérieurs, un nouveau modèle de sonde plus sophistiqué appelé modèle de sonde structurée qui semble être bien approprié pour décrire les phénomènes physiques présents entre l'objet étudié et la sonde dans ce type de microscopie. Pour cela, nous avons utilisé la méthode différentielle combinée avec l'algorithme de propagation S-matrix, d'une part pour calculer le champ électromagnétique diffracté par l'entité sonde-objet, et d'autre part pour tenir en compte des sondes de tailles élevées (plusieurs dizaine de microns). Nous nous sommes aussi basé sur l'optique guidée pour pouvoir simuler correctement le signal optique (le flux) émis d'une sonde. Dans une première étape, nous avons étudié différentes formes de sondes qui sont utilisées expérimentalement dans le PSTM. Comme les sondes monomodes ou les sondes multimodes réalisées soit par attaque chimique soit par étirage adiabatique, avec une éventuelle métallisation. Nous avons montré dans le cadre de ce modèle qu'en toute rigueur la sonde, quelque soit sa nature et son type de fabrication : attaquée chimiquement ou étirée, métallisée ou non, perturbe le champ électromagnétique diffracté par l'objet seul (signal non perturbé). Néanmoins, cette perturbation est relativement faible dans le cas d'une sonde monomode structurée attaquée chimiquement. Nous avons constaté que les sondes métallisées produisent des images beaucoup plus contrastés que celles qui sont produites avec des sondes non métallisées. Nous avons également montré que c'est toute la partie inférieure de la sonde (partie basse du taper et l'apex) qui intervient dans la formation d'une image PSTM et non pas l'apex uniquement. Dans la deuxième étape, nous avons montré que grâce à la structuration de la sonde et aux concepts de l'optique guidée, il est possible de simplifier considérablement la taille d'une sonde monomode structurée attaquée chimiquement sans que cela influe sur l'interaction sonde-objet. Nous avons donc montré qu'une sonde monomode structurée attaquée chimiquement de taille importante (plusieurs dizaines de microns) émis un signal identique ou quasi-identique à celui qui est émis d'une sonde de taille nettement inférieure (quelque longueur d'onde). Ce travail ouvre la voie à des perspectives très intéressantes comme l'étude des paramètres opto-géométriques du système sonde-objet non étudiés jusqu'à présent. Nous pouvons également envisager la modélisation en trois dimensions du PSTM ce qui couronnera certainement la compréhension des phénomènes physiques présent entre l'objet et la sonde en microscopie optique de champ en mode collection.
Description
Mots-clés
Microscopie, Champ proche optique, Effet tunnel photonique, Méthode différentielle, Algorithme S-matrix, Sonde, Optique guidée, Installation du mode guidé, Image optique