Intégration du spectromètre CoBiSS et modélisation de puce (L)SPR pour la détection à travers CoBiSS

Device integration of the CoBiSS spectrometer and modelisation of (L)SPR chip for the detection through CoBiSS

• Auteur / Autrice : Rohit Prasad
• Direction : Eric Bourillot, Rémi Vincent
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, Mécanique, Optique et Nanotechnologie
• Date : Soutenance le 30/11/2017
• Etablissement(s) : Troyes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'Ingénieur (Troyes, Aube)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Labex Action Integrated smart systems - Institut Charles Delaunay / ICD
• Jury : Président / Présidente : Pierre-Michel Adam
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Bourillot, Rémi Vincent, Pierre-Michel Adam, Brahim Guizal, Éric Lesniewska, Antonio Garcia-Martin
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Brahim Guizal, Éric Lesniewska

Mots clés

Mots clés contrôlés

Optique en champ proche

Fourier, Spectroscopie par transformée de

Nanophotonique

Photonique

Résonance plasmonique de surface

Capteurs optiques

Optique intégrée

Résonateurs optiques

Intégration des systèmes (ingénierie)

Mots clés libres

Intégration des systèmes (ingénierie)

Résonateurs optiques

Optique intégrée

Capteurs optiques

Résonance plasmonique de surface

Photonique

Nanophotonique

Fourier, spectroscopie par transformée de

Optique en champ proche

Systems integration

Optical spectrometers

Optical detectors

Integrated optics

Surface Plasmon resonance

Photonics

Nanophotonics

Fourier transform spectroscopy

Near field optics

Résumé

Aujourd’hui l’Internet des Objets (IdO) est en pleine évolution, et le dispositif de détection optique tel que présenté ici pourrait être utilisé dans ce domaine. En effet ces dispositifs pourraient être utilisé pour faire des tests pour une analyse comme la surveillance de la santé d'une personne en faisant un test sanguin ou d'autres analyses médicales et utilisés pour surveiller l'environnement en testant l'eau ou de l'air dans les villes, les montagnes, les usines, les rivières. Pour créer le dispositif, on a utilisé une combinaison du spectromètre nommé Spectromètre d'échantillonnage bi-directionnel couplé (CoBiSS) [Brevet WO2009127794A1] et une puce à résonance de Plasmon de Surface (SPR).Dans le but de l’intégration optique, une nouvelle analyse de l’échantillonnage dans le spectromètre CoBiSS est présentée, suivie de l'intégration du système électronique et optique pour supprimer les pièces mobiles. Il était nécessaire de rendre l'appareil petit et portable. Pour faciliter l'utilisation, une interface graphique a été développée. Pour la détection, une puce SPR a été ajouté à CoBiSS et une nouvelle puce à résonance de plasmon de surface localisée (LSPR) a été modélisé pour maximiser sa sensibilité. Une nouvelle définition du calcul de sensibilité a été proposée.Cet appareil nécessite l'ajout de fonctionnalisation sur (L)SPR Chip pour la détection et une application finale. Cet appareil pourrait être un « objet » idéale dans l’IdO

As the world is moving towards Internet of Things, an optical detection device is presented that can be utilized in this domain. This device can be used to do tests that use optical detection for analysis like monitoring of Health of a person by doing a blood test or other medical analysis and also be used to monitor environment by testing water or air in cities, mountains, factories, rivers and so on for a practical purpose. To create this optical detection device, a combination of spectrometer named Coupled Bi-Directional Sampling Spectrometer (CoBiSS) [Patent number WO2009127794A1] and Surface Plasmon Resonance (SPR) Chip has been used. For the optical integration, a new analysis of the sampling in the spectrometer CoBiSS is presented. Followed by, Device and Optical Integration of CoBiSS has been done to remove all the moving parts. It was necessary to make the device small that can be handheld and portable. For ease of use a Graphical User interface was developed. For detection, CoBiSS was added with a chip of SPR. A modelisation of SPR chip was done to maximize its sensitivity. A new Localized Surface Plasmon Resonance (LSPR) chip has been proposed to work with CoBiSS. Optimization of LSPR chip has been performed to maximize the sensitivity. A new definition for the calculation of Sensitivity has been proposed. This device needs the addition of functionalization on (L)SPR Chip for detection and a final application. This device could be an ideal “Thing” in Internet of Things