Conception et réalisation d'un microscope optique à champ proche pour la spectroscopie à une molécule fonctionnant de la température ambiante jusqu'aux températures cryogéniques

par Yannig Durand

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Michel Orrit.

Soutenue en 1997

à Bordeaux 1 .

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  • Résumé

    Grace a une selection spectrale tres fine, la spectroscopie a une molecule constitue une technique privilegiee pour sonder les interactions d'une seule molecule avec son proche environnement (<100 nm) dans une matrice solide a basse temperature. La microscopie en champ proche repose, elle, sur l'utilisation d'une fibre optique etiree et metallisee, comme sonde locale dont seules les dimensions et la distance a l'echantillon limitent la resolution spatiale (30 nm), quelle que soit la temperature. Ces deux techniques sont presentees avec une attention particuliere portee sur l'apport du champ proche en terme de spectroscopie. En effet, la fibre, egalement vecteur des photons d'excitation permet de coupler les resolutions spatiale et spectrale en un outil aux potentialites extraordinaires liees a l'observation et la comprehension de phenomenes physico-chimiques ou de mecanismes biologiques a une echelle nanometrique. La description de chaque etape de la conception du microscope, prevu pour fonctionner aux temperatures cryogeniques, s'accompagne d'analyses plus theoriques pour justifier les choix operes. Dans la chaine optique, la collection du flux par un nouveau dispositif de miroir parabolique est calculee pour le rayonnement du dipole unique que constitue la molecule. La description de la fabrication des fibres optiques etirees et metallisees, s'accompagne d'une etude des effets mecaniques intervenant dans l'interaction pointe-echantillon qui permet de preciser la connaissance de la distance fibre-echantillon et du contraste optique escompte. Cette mesure constitue le point de depart de l'etude numerique de l'asservissement en position, developpe pour stabiliser la distance pendant le balayage de l'echantillon assure par un ensemble de cales piezo-electriques. Les images obtenues en mode topographique ainsi que les premieres images en mode optique permettent de valider le fonctionnement du microscope.

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  • Détails : 182 p

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  • Bibliothèque : Université de Bordeaux. Direction de la Documentation. Bibliothèque Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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  • Cote : FT 97.B-1745
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  • Cote : FTR 97.B-1745
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