Nous pr´esentons ici les images optiques obtenues en utilisant une sonde monomode ´etir´ee ou attaqu´ee chimiquement. Le diam`etre total de la sonde est de 25µm, l’´epaisseur du coeur est dc= 600nm et son indice de r´efraction nc = 1.508. Le diam`etre de la gaine est donc de 24.4µm et son indice de r´efraction nc= 1.458, l’apex est de rayon a3 = 50nm et le cˆone d’angle ϕ=30◦. La taille de l’objet est de 100 × 100(nm2), et la distance sonde-objet est 10nm. Le mode de d´etection est toujours `a hauteur constante. Compte tenu de tous
ces param`etres opto-g´eom´etriques, il y a qu’un seul mode qui est excit´e et sera coupl´e au champ collect´e dans le coeur de sonde.
Premi`erement nous consid´erons le cas d’une sonde non-m´etallis´ee, et nous calculons le signal collect´e par une sonde ´etir´ee puis une sonde attaqu´ee chimiquement. Les signaux collect´es par ces deux sondes sont pr´esent´es sur la Fig.5.3.
-20000 0 20000 0.00E+000 5.00E-012 1.00E-011 1.50E-011 2.00E-011 2.50E-011 3.00E-011 3.50E-011 Sondes Monomodes Métallisées attaquée chimiquement etirée Non-métallisées etirée attaquée chimiquement F lux ( a. u) lx(nm) -4000 0 4000 0.00E+000 2.00E-011 4.00E-011
Fig. 5.3: Signal collect´e par des sondes monomodes structur´ees : comparaison entre sonde
m´etallis´ee et non-m´etallis´ee. Le diam`etre des sondes est D = 25µm, le taper est d’angle ϕ=30◦et d’apex a3 = 50nm. Le coeur est de diam`etre dc= 600nm et d’indice de r´efraction
nc = 1.508. Le m´etal est l’or d’´epaisseur em = 100nm et d’indice de r´efraction nm =
0.1829 + j3.0894. Nous pr´esentons dans l’insert l’agrandissement de l’´evolution du pic central.
Comme nous pouvons le constater sur ces deux courbes report´ees sur la Fig.5.3, le si-gnal collect´e par la sonde attaqu´ee chimiquement est 1.26 fois plus grand que le sisi-gnal col-lect´e par la sonde ´etir´ee. Ceci est en bon accord avec ce qui a ´et´e trouv´e exp´erimentalement. En effet, comme on peut le constater `a partir des sch´emas de la Fig.5.1, la partie conique de la sonde attaqu´ee chimiquement s’´etend et s’´elargit sans ˆetre recouverte par la gaine dans la partie conique, alors que ce n’est pas le cas pour la sonde ´etir´ee. Ce qui justifie que la sonde attaqu´ee chimiquement ait tendance `a collecter plus de champ diffus´e que la sonde ´etir´ee.
En comparant ces courbes avec le signal collect´e par une sonde monomode non-structur´ee de diam`etre D = 200nm (chapitre 3, Fig.3.6(b)), nous remarquons que le comportement est semblable. Comme dans la Fig.3.6b, le signal transmis pr´esente un pic central quand la sonde passe au-dessus de l’objet. Mais si on compare la valeur du signal
quand la sonde est lat´eralement loin de l’objet, dans le cas de cette sonde structur´ee, il est de l’ordre de 0.93 · 10−11 pour la sonde attaqu´ee et de 0.73 · 10−11 pour la sonde ´etir´ee. Dans le cas de la sonde monomode trait´ee dans le chapitre 3, l’intensit´e du signal ´etait de l’ordre de 0.45 · 10−11. L’intensit´e du signal collect´e est donc plus importante pour des sondes structur´ees que pour les sondes non-structur´ees. Ceci rend compte `a la fois de l’influence de la forme de l’extr´emit´e de la sonde et des conditions de guidage dans les deux cas.
Dans une deuxi`eme ´etape nous m´etallisons les deux sondes pr´ec´edentes (voir Fig.5.1), sans couvrir l’apex, avec une couche d’or d’´epaisseur em = 100nm et d’indice de r´efraction nm = 0.1829 + j3.0894 [Palik 85]. Le signal collect´e par ces sondes m´etallis´ees est lui aussi pr´esent´e sur la Fig.5.3.
Si nous comparons les courbes du signal collect´e par des sondes non-m´etallis´ees et metallis´ees, on constate que :
1-Le signal collect´e par les sondes m´etallis´ees diminue pour les deux types de sonde, ´etir´ee et attaqu´ee. Ceci est dˆu essentiellement `a la couche de m´etal, qui poss`ede une partie imaginaire importante dans son indice de r´efraction et absorbe une partie du champ. Souvent dans les exp´eriences, cette couche de m´etal ne couvre que la partie guidante (i.e. le corps de la fibre) et aussi la partie conique, l’apex n’est jamais m´etallis´e. Avec cette proc´edure, on est sˆur que le champ transmis par la sonde est principalement collect´e par son apex.
2-La sonde attaqu´ee chimiquement, mˆeme quand elle est m´etallis´ee est toujours plus efficace que la sonde ´etir´ee.
3-Les oscillations observ´ees dans les courbes du signal collect´e par des sondes non-m´etallis´ees sont beaucoup att´enu´ees sur les courbes du flux transmis par les sondes m´etallis´ees. Ceci est dˆu `a la couche de m´etal qui att´enue la diffusion du champ proche par la sonde. D’autre part, la m´etallisation des sondes empˆeche tout un effet de pertur-bation qui peut venir des proches voisins et supprime aussi les interactions avec le champ ext´erieur `a la sonde. Ce r´esultat a deux cons´equences importantes (num´erique et phy-sique) : l’att´enuation de la perturbation par les cellules voisines permet d’envisager une p´eriode de la cellule de base inf´erieure `a celle des sondes non-m´etallis´ees, et le pic central du signal transmis par les sondes m´etallis´ees est plus localis´e, car les oscillations dˆues aux interf´erences sont att´enu´ees par le m´etal.
L’inconv´enient de la m´etallisation est que l’intensit´e du signal d´etect´e diminue. Des ´etudes r´ecentes, montrent qu’on peut augmenter le signal dans les sondes m´etallis´ees par excitation des plasmons au voisinage de l’extr´emit´e. En effet, ces diff´erentes ´etudes ont permis pour un m´etal et une longueur d’onde particuli`ere de multiplier le module de
l’intensit´e du champ ´electrique par un facteur 5 · 104 (Ag `a 380nm). De telles sondes
(’plasmon probe’) ont ´et´e r´ealis´ees, moyennant certaines pr´ecautions quant `a la structure de la fibre [Bouhelier et al. 02, Bouhelier et al. 03] et par modification des param`etres g´eom´etriques de l’apex et de la partie conique [Ohtsu et Kobayashi 04].