Fiber-integrated nano-optical antennas and axicons as ultra-compact all-fiber platforms for luminescence detection and imaging down to single nano-emitters

par Zhihua Xie

Thèse de doctorat en Optique et photonique

Sous la direction de Thierry Grosjean et de Jean-Marc Merolla.

Soutenue le 05-07-2016

à Besançon , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences Pour l'Ingénieur et Microtechniques (Besançon) , en partenariat avec FEMTO-ST : Franche-Comté Electronique Mécanique Thermique et Optique - Sciences et Technologies (Besançon) (laboratoire) et de Franche-Comté Électronique Mécanique- Thermique et Optique - Sciences et Technologies / FEMTO-ST (laboratoire) .

Le président du jury était Hervé Maillotte.

Le jury était composé de Thierry Grosjean, Jean-Marc Merolla, Hervé Maillotte, Ulrich Fischer, Didier Tonneau, Johann Cussey.

Les rapporteurs étaient Ulrich Fischer, Didier Tonneau.

  • Titre traduit

    nano-antennes et axicons intégrés sur fibres optiques comme plateformes fibrées ultra-compactes pour la détéction et l'imagerie locale de luminescence jusqu'à l'émetteur unique n


  • Résumé

    Ma thèse concerne le développent de systèmes ultra compactes auto-alignés et à faible coût intégréssur fibre optique monomode pour la collection fibrée de la luminescence locale. Dans un premiertemps, un axicon fibré auto-aligné (AXIGRIN) est proposé permettant de fournir la première imagerierésolue ultra-compacte fibrée de quantum dots PbS infrarouges. Ensuite, la première nano-imagerie(système entièrement fibrée) de quantum dots PbS uniques est réalisée à l’aide d’une nano-antenneà ouverture bowtie intégrée sur pointe fibrée. Enfin, le concept d’≪antenne cornet≫ nano-optiqueest proposé pour le couplage direct et efficace de la luminescence excitée par rayons X à une fibreoptique, dans le but de générer les premiers capteurs et dosimètres fibrés à rayons X.


  • Résumé

    My thesis is devoted to develop ultra-compact, plug-and-play and low-cost single-mode optical fibersystems for in-fiber luminescence collection. First, a new fiber self-aligned axicon is proposed toprovide the first resolved infrared fluorescence imaging of PbS quantum dots in far field. Then,all-fiber near-field imaging of single PbS quantum dots is achieved by double resonance bowtienano-aperture antenna (BNA) with nanometer resolution. Finally, the concept of fiber nano-opticalhorn antenna is proposed for in-fiber X-ray excited luminescence out-coupling, with the purpose ofgenerating the first generation of fiber X-ray sensors and dosimeters


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  • Sous le titre : Fiber-integrated nano-optical antennas and axicons as ultra-compact all-fiber platforms for luminescence detection and imaging down to single nano-emitters
  • Détails : 1Vol.(131p.)
  • Annexes : Bibliogr.p.107-128.Annexe
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