Pinces optiques à base de composants nanophotoniques – BalTrap

Un nouveau concept de composant nanophotonique est proposé dans ce projet, ouvrant ainsi la voie à une large panoplie de dispositifs innovants en Micro-Nanophotonique 3D. Pour illustrer le potentiel de cette approche, nous proposons la réalisation de nano-pinces optiques très performantes. Ce concept nouveau s’appuie sur la combinaison hybride de cristaux photonique et de nanoantennes métalliques. Les résultats théoriques préliminaires que nous avons obtenus montrent que si l’interaction entre ces deux composants est optimisée, on peut obtenir un champ électromagnétique très intense dans un volume nanométrique. Ce renforcement du champ peut générer des forces optiques géantes capables de piéger des nano-objets avec une faible puissance optique. Il convient de préciser qu’en plus d’autres caractéristiques intéressantes, l’élégance de l’approche réside dans la manière dont la nanostructure optique est excitée : i .e. un large faisceau gaussien d’une dizaine de microns de diamètre. Grâce à cette approche, le couplage entre le faisceau incident et la nanoantenne est optimal. Il est bien supérieur au résultat obtenu par un couplage direct. Le cristal photonique peut être vu ici comme le médiateur idéal entre le faisceau gaussien et la nanoantenne.
Appliquée au piégeage optique, cette approche doit permettre le positionnement de nano-objets avec une précision nanométrique. Ce dernier point doit permettre de lever un verrou important en nanotechnologie : le positionnement de nano-objets obtenus par voie ascendante (bottom-up) de façon déterministe et avec une précision nanométrique.