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Nanosources exaltées pour la spectroscopie non-linéaire en champ proche optique

Par Monsieur Julien LAVERDANT Discipline : PHYSIQUE

Les processus non-linéaires optiques à l'échelle nanométrique ont des rendements très faibles. Ainsi les structures métalliques permettant de confiner les champs électromagnétiques sur des zones sub-longueur d'onde sont intensivement étudiées.

Ce mémoire présente l'étude des propriétés optiques à l'échelle nanométrique de films granulaires métalliques. Les modes de résonances plasmons, quand ils sont excités, génèrent des pics d'exaltation localisés.

Pour faire les études expérimentales de ces échantillons, nous avons choisi la microscopie optique de champ proche à ouverture (SNOM). Nos résultats montrent la localisation de champs intenses dans des zones nanométriques. Ces exaltations dépendent de la longueur d'onde et de la polarisation. Il existe un régime purement diffusif quand les résonances plasmons ne sont pas excitées. En augmentant la longueur d'onde, les exaltations apparaissent, mais la diffusion est toujours présente. Une étude statistique par la fonction d'autocorrélation analyse ces deux régimes.

 ABSTRACT :

The yield of sub-microscopic non-linear optical processes are very low. Therefore, intensive researches are done to study the electromagnetic field confinement by metallic structures on sub-wavelength areas.

This describe relates the optical properties of granular metallic films on nanometer scale. These samples show linear local field enhancements in nanometer-sized regions due to surface plasmon resonances (SPR).

In order to study these samples, aperture near-field optical microscopy (SNOM) has been chosen. Our results display high local field enhancements in sub-wavelength areas. These fields depend on both wavelength and polarization. When SPR are not excited, only scattering occurs. When increasing the wavelength, enhancements are observed together with scattering. Finally,  these two regimes are statistically analysed with the autocorrelation function.

Informations complémentaires

Frédérique de FORNEL, Directrice de Recherche, à l'Institut Carnot de Bourgogne, Dijon - Rapporteur Rémi CARMINATI, Professeur, à l'Ecole Centrale de Paris - Rapporteur Anne DEBARRE, Directrice de Recherche, au Centre National de la Recherche Scientifique, Orsay - Examinateur Richard DUSSEAUX, Professeur des Université à l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Examinateur Stéphanie BUIL, Maître de Conférences, à l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Examinateur Xavier QUELIN, Maître de Conférences, à l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Examinateur Patrice GADENNE, Professeur de l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines - Directeur de thèse