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Optique en champ proche (PSTM)

Un microscope à sonde locale peut se comporter comme une source de lumière, mais il peut également sonder les propriétés de champ proche optique d'une surface. Dans un microscope à champ proche optique, l'onde électromagnétique évanescente présente au voisinage de la surface d'un échantillon excité optiquement est détectée par une fibre optique amincie positionnée à quelques nanomètres de la surface. La topographie de l'objet ainsi que ses propriétés diélectriques locales modulant l'intensité lumineuse collectée, il est possible de caractériser la surface avec une résolution inférieure à la longueur d'onde lumineuse. Cette technique permet ainsi d’accéder à une véritable cartographie du champ électromagnétique au voisinage de la surface de l’échantillon à l'échelle du nanomètre. Un des nombreux intérêts de ce dispositif réside dans la caractérisation spectroscopique d'objets de dimensions nanométriques déposés sur des surfaces.

Mais l'illumination de films minces métalliques ou de surfaces nanostructurées peut aussi conduire à l'excitation de modes de plasmons de surface. Les propriétés résonnantes de ces oscillations électroniques collectives peuvent engendrer une exaltation du champ et plus généralement une nanostructuration du champ dans la barrière tunnel. Ceci ouvre un nouveau domaine de techniques de champ proche appelé plasmonique. Par ailleurs, la décroissance radiative de ces modes de surface est une méthode efficace pour étudier les processus dissipatifs tel que l'effet tunnel inélastique.
Nos études s'orientent également dans cette voie très prometteuse et nous avons récemment développé un microscope à champ proche optique de type P.S.T.M. asservi par effet tunnel destiné à de multiples applications (caractérisation de guides d'ondes, interférométrie en champ proche, spectroscopie d'objets isolés, ...).

La résolution de ce type de dispositif dépend très fortement de la sonde utilisée. Nous avons donc développé une méthode d'élaboration (amincissement par voie chimique contrôlée et métallisation sous vide) qui nous permet d'obtenir de manière reproductible des fibres dont le rayon de courbure à l'apex est de l'ordre de 30 nm et l'angle d'ouverture de 15°. Les premières images ont été obtenues et cette activité s'annonce très prometteuse.