Optique sub-longueur d'onde et fluorescence moléculaire perturbée

Gérard Colas Des Francs (1)

1 CEMES - Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales

Study of near-field optics interaction with a fluorescent molecule. We develop an original formalism able to describe the dynamic of molecule excited in near-field optics. It consists on introducing the field-susceptibility technic in the optical Bloch equations. Then, we apply this formalism to two configurations of scanning near-field optical microscopes using a single fluorescent molecule probe as a detector or a light source. In particular, we precise the role of the local density of states in the images formation. The last part opens up perspectives for the optical addressing of single molecule in coplanar geometry. We demonstrate the possiblity to realize sub-wavelength optical waveguides excited by an evanescent electric field.

Interaction du champ proche optique avec une unique molecule fluorescente. Mise en place d'un formalisme couplant équations de Bloch optiques et susceptibilité du champ permettant de décrire la fluorescence déclenchée en champ proche. Application à l'interprétation d'images obtenus avec des microscopes en champ proche à sonde moléculaire (PSTM et SNOM). En particulier, mise en évidence du rôle de la densité locale d'états photoniques (LDOS) dans la formation des images. Introduction d'un nouveau concept de guide optique sub-longueur d'onde pour l'adressage moléculaire en géométrie coplanaire.

Mots clés: nanophotonique; champ proche optique; PSTM; SNOM; densité locale d'états photoniques; LDOS; susceptibilité du champ; fonction de Green dyadique; équations de Bloch optiques; durée de vie de fluorescence; optique moléculaire

Domaines: Physique Atomique [physics.atom-ph]; Physique [physics]

Gérard Colas Des Francs. Optique sub-longueur d'onde et fluorescence moléculaire perturbée. Physique Atomique [physics.atom-ph]. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2002. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002498⟩