Capteur Nanophotonique Par Imagerie Holographique
il y a 1 mois
**Capteur nanophotonique par imagerie holographique sans lentille**:
- Réf **ABG-123461**
- Sujet de Thèse- 26/04/2024- Contrat doctoral- Institut des Nanotechnologies de Lyon- Lieu de travail- Villeurbanne - Auvergne-Rhône-Alpes - France- Intitulé du sujet- Capteur nanophotonique par imagerie holographique sans lentille- Champs scientifiques- Sciences de l’ingénieur
- Mots clés- Optical sensors, Photonic metasurfaces, Free lens imaging, Holograpy, Clean room processes, Biodetection.**Description du sujet**:
**Domaine et contexte scientifique / Scientific domaine and context**:
**Description du sujet /Job description**:
Dans cette thèse nous souhaitons développer un système compact d’imagerie sans lentille par interrogation en phase de métasurfaces en vue d’atteindre des limites de détection inférieures à l’état de l’art (l’objectif est de détecter une variation d’indice de réfraction de l’ordre de 10-6). Il s’agira d’explorer différentes configurations d’imagerie sans lentille : une déjà abordée et montée au laboratoire avec un système d’interférence d’Young [1] et une configuration originale pour la nanophotonique qu’est l’holographie en ligne.
- A notre connaissance, personne ne s’est penchée sur le binôme réponse du transducteur-mesure de la phase. Sur plan conceptuel, cette thèse contribuera à une meilleure compréhension du rôle de la phase en nanophotonique et en particulier dans le domaine des capteurs. En effet actuellement peu de travaux [2] dans le monde proposent en nanophotonique des capteurs compacts basés sur la mesure en phase : la mesure de phase est une approche émergente dans le domaine de la nanophotonique [3]. La réponse du cristal photonique en imagerie holographique sans lentille reste à modéliser et à comprendre en fonction du type de résonance.
- Le travail expérimental est un point important de la thèse avec comme objectif la validation de la fonction capteur sur des cristaux photoniques avec le système d’imagerie sans lentille choisi lors de la validation théorique. Pour apporter la preuve de concept, il sera nécessaire de fabriquer la matrice de transducteur adaptée au système de mesure qui apportera la sensibilité la plus grande. Une étude expérimentale, avec un système fluidique simple, de la fonction capteur d’une interaction biochimique standard permettra de valider le système cristal photonique/ imagerie sans lentille holographique.
- Le sujet de thèse s’orientera vers:
- La modélisation de la réponse de nano-transducteur en phase en couplant l’optique de Fourier et les méthodes de simulations utilisées en ingénierie photonique (type RCWA). Etudes et recherches du type de cristaux photoniques adapté au système d’imagerie sans lentille. A partir des mêmes outils de simulation l’idée d’holographie en ligne sera explorée.
- La mise au point du système d’imagerie holographique sans lentille pour des cristaux photoniques.
- La fabrication de structures nanophotoniques (en salle blanche par les moyens de micro et nanofabrication) adaptées et optimisées pour la mesure capteur par interrogation en phase.
- Les mesures expérimentales pour valider la preuve de concept au moyen d’un système de fluidique simple et d’un modèle d’interaction biochimique standard (type Biotine-streptavidine)
**Références bibliographiques / References**:
[1] Yujie Lu, Yunhui Liu, and Tak Kit Lau, "Simple, portable, and low-cost microscope based on off-axis digital holography using two spherical waves," Opt. Lett. 39, 4549-4552 (2014)
[2] F. Yesilkoy, et al., « Phase-sensitive plasmonic biosensor using a portable and large field-of-view interferometric microarray imager », Light: Science & Applications (2018) 7, 17152.
[3] S. Khadir, et al., « Metasurface Optical Characterization Using Quadriwave Lateral Shearing Interferometry », ACS Photonics (2021), 8, 603 613.
**Prise de fonction**:
- 01/10/2024**Nature du financement**:
- Contrat doctoral**Précisions sur le financement**:
**Présentation établissement et labo d'accueil**:
- Institut des Nanotechnologies de LyonLe laboratoire est multi-sites avec des localisations sur les campus d’Ecully et de Lyon-Tech La Doua. Il regroupe environ 200 personnes dont 121 personnels permanents. L’INL est un acteur majeur du Pôle de Recherche et d’Enseignement.
**Site web**:
**Etablissement délivrant le doctorat**:
- Université Lyon 1**Ecole doctorale**:
- EEA Université de Lyon
-**:
- 16/05/2019
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