agrophotonique DOSSIER comportant des franges de période FSR [ Free Spectral Range ]. Plusieurs guides sont excités simultanément et donnent une image de la face perpendiculaire aux guides qui encode leurs spectres respectifs. Cette image est transformée en image spectrale multi-canaux grâce à un réseau de diffraction. Un système de détection optique permet de capturer en temps réel les spectres issus de plusieurs guides.
Les adaptateurs modaux( zones de transition trapézoïdales) assurent un couplage optimal entre le mode photonique incident et les deux modes plasmoniques précités. Afin de maximiser le recouvrement spatial de ces modes, il faut un décalage vertical entre la surface supérieure du guide photonique et la surface du métal dont la valeur doit être optimisée. Cela nécessite de creuser une
Figure 2.( a) Exemples de spectres d’ interférence obtenus avec une puce plasmo-photonique bimodale.( b) Tracés de la courbe de corrélation entre le décalage spectral et l’ indice de réfraction du milieu. La pente de la droite représente la sensibilité brute. Extrait de [ 5 ].
cavité rectangulaire dans la partie de guide SU8 servant de support au métal. Lors de la fabrication, il est pratique de superposer simplement deux couches SU-8 de même épaisseur, chacune recevant une lithographie complémentaire. Il s’ avère également important de couvrir la puce( sauf au-dessus de la zone active) d’ une couche supplémentaire ou « cladding » d’ indice nettement plus faible que le guide SU-8( n = 1,57) afin d’ éviter que la présence du module microfluidique ne diffuse la lumière
et perturbe la détection( cladding non-représenté sur la figure 1). Une couche de polymère d’ indice de 1,43 a été trouvée pour remplir ce rôle [ 5 ]. Les dimensions optimales de ces guides SU-8 / Al ont été déterminées après simulations et essais expérimentaux: ~ 125 × 7 µ m ² pour l’ aluminium et z = 0.9 µ m d’ épaisseur pour chacune des couches SU- 8. Les critères de cette optimisation incluent non seulement le niveau de sensibilité brute mais aussi l’ amplitude des franges spectrales( ou ratio d’ extinction) afin d’ obtenir un spectre exploitable, tel que ceux présentés dans la figure 2-( a). Le niveau de transmission doit aussi être suffisant pour la caméra située en bout de chaine de détection.
L’ association des différentes briques technologiques décrites ci-dessus permet de viser des sensibilités records pour le domaine des capteurs d’ indice de réfraction, de plus de 6000 nm / RIU [ 5 ], voire beaucoup plus suivant les configurations.
FABRICATION Pour fabriquer les puces plasmo-photoniques SU-8 / Al le substrat utilisé est une plaque de silicium oxydé couvert de 3 µ m de SiO 2. Le remplacement du matériau inorganique
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