Conlusion

Dans ette se tion, nous avons montré que la permittivité du milieu dans lequel baignelaparti ule joue un rleimportant dansla réponseoptique. Puis, nousavons évalué l'expression de la permittivité de la parti ule lorsque le diamètre diminue et devient inférieur au libre par ours moyen des éle trons libres dans le matériau mas- sif.Nous avons ainsidéterminé que le pi dit "de résonan e", apparaissant dans les se tions e a es à la fréquen e de Fröhli h, devient plus étroit etest translaté vers deslongueursd'ondeplus petites lorsque lesdimensions delaparti ule diminuent.

I.6 Con lusion

Dans e hapitre, nousavonsprésentéqualitativement lesphénomènes physiques misenjeudansladiusionetl'absorptiondelalumièrepar desparti ules. Puis,an de déterminer les se tions e a es d'extin tion, d'absorption et de diusion, nous

avons traité analytiquement es phénomènes, d'abord dans le as d'une parti ule quel onque, puisdansle asd'uneparti ule sphérique (théories deMieetRayleigh). Enn, nous avons montré le rle prépondérant de la permittivité diéle trique de la parti ule danslesexpressions desse tions e a esetnousavonsmis enéviden e les variations dela permittivité en fon tionde lataille de laparti ule.

L'essentielà retenir de e hapitre estque les se tions e a es de diusion et d'ab- sorptionvarient omme

d

6

et

d

3

respe tivement.Cesse tionse a esdé roissenttrès rapidement ave lediamètre delaparti uleetsont trèsfaibles. Parexemple, lapuis- san ediusée ouabsorbéepar une parti uled'orde

100 nm

532 nm

10

−10_W

pourune puissan esurfa iquein idente standard de

1 W.cm

−2

_{= 10}−14_W.nm−2

.Le signalde diusion quenousvoulons dé- te ter est don très faible etles instruments que nousdéveloppons sedoivent d'être très sensibles.

Par ailleurs,en raison desfaiblesdimensionsdesparti ules, une os illation olle tive des éle trons de ondu tion apparaît. Ce phénomène, appelé résonan ede plasmons de surfa e,setraduitparun pi derésonan eàune longueur d'ondedonnéedansles se tionse a esdediusionetd'absorptiondontlalargeuretlapositionenlongueur d'ondevarie enfon tion deladimension de laparti ule.Cephénomène seraexploité dansnosexpérien es.

Grâ e aux expressions analytiques desse tions e a es et de la permittivité diéle - trique en fon tion de la taille de la parti ule, nous possédons désormais toutes les données né essairesà lasimulationdesphénomènes d'absorption etde diusion.

Mi ros opie syn hrone multiplexée

Sommaire

II.1 Lami ros opieoptique:prin ipe,limitesetétatdel'art . . . 32 II.1.1 Des riptionsu in teduprin ipedefon tionnement . . . . 32 II.1.2 Notionsdegrandissement . . . 35 II.1.3 Limitededira tionet onséquen es pourlarésolution . . 37 II.1.4 Con lusionsurlami ros opie . . . 44 II.2 Ladéte tionsyn hronemultiplexée . . . 45 II.2.1 Ladéte tionsyn hronemono anal . . . 45 II.2.2 Extensionau apteurCCD . . . 49 II.2.3 Atténuationdes diérentes sour esdebruits grâ eàladé-

te tionsyn hronemultiplexée . . . 56

Dans e hapitre, nous présentons les outils de base né essaires à la réalisation des dispositifs expérimentaux d'imagerie et de spe tros opie de nano-objet d'or en mi ros opie optiqueplein hamp.

Dansunepremièrese tion,nousrappelonslesnotionsélémentairesdemi ros opie en détaillant le prin ipe de fon tionnement eten présentant les résolutions latérales et axialesinduites par lalimite dedira tion.

Dans une se onde se tion, nous exposons le prin ipe de déte tion syn hrone multi- plexée, développé au laboratoire d'OptiquePhysique dans les années90, qui permet d'extraire dessignauxmodulésa quis enparallèle surune matri e dedéte teur sans utiliser de déte teursyn hrone. Pour e faire, nousrappelons brièvement leprin ipe de ladéte tion syn hronemono analetnousmontronsque etype dedéte tionper- metdesupprimer unegrandepartie dubruitsansae terlesignal,augmentantainsi

lerapportsignalàbruit(RSBdelamesure).Puis,nousmontrons ommentétendrele prin ipede ladéte tion syn hrone àune matri e dedéte teur detype CCD(Charge CoupledDevi e),dont nousdétaillons lesbruits intrinsèques.Enn nousévaluons le gainenRSBobtenugrâ e à e dispositif

II.1 La mi ros opie optique : prin ipe, limites et état de

l'art

Au

XV I

e

siè le, lesopti iens lunetiers HollandaisJanssenPèreetFils mettaient au point e qui allait être le premier mi ros ope optique. Dès lors, il fut possible d'observer la nature omme ela n'avait jamais été possible auparavant. Depuis, le mi ros ope a fait l'objet d'un grand nombre de travaux pour devenir un outil très performant. De nos jours, le mi ros ope s'est imposé omme un outil de hoix pour untrès grandnombre d'appli ations.

Cette se tion se veut être une introdu tion à la mi ros opie optique. Nous verrons dansunpremiertemps ommentunmi ros opepermet d'obteniruneimage agrandie d'unobjet,les diérentes ongurations que l'on peut ren ontrer. Nousintroduirons ensuite la notion de réponse impulsionnelle, image d'une sour e pon tuelle par le mi ros ope,quenousnommeronsPSFd'aprèsl'anglaisPointSpreadFun tion.Celle- isera al uléeetnouspourronsalors dénirleslimites dumi ros opeen matièrede résolution, .à.d.sa apa itéàséparerdeuxobjetspro hesl'undel'autrequi onstitue unelimitation en termed'imagerie.

Ceslimitationssont onfrontées àlademande roissantedes her heursetdesindus- triels pour des appli ations de plus en plus exigeantes en terme de résolution et de pré ision.