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ENS Cachan - Laboratoire de photonique quantique et moléculaire

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Vers la détection des potentiels d'action dans des membranes et neurones artificiels

Equipe Nanophotonique non-linéaire et biophotonique

Pour des processus électroniques, l'origine des phénomènes électro-optiques est identique à celle de la génération de seconde harmonique. Mais la mesure des effets électro-optiques est complètement différente : il s'agit ici de mesurer un déphasage induit par un champ électrique quasi-statique. Ceci peut être réalisé avec une source laser continue de faible puissance et une méthode de détection interférométrique. Sur cette idée, une microscopie électro-optique a été démontrée (T. Toury et al. Optics Letters 2006).

Un tel microscope permet donc soit, en appliquant un champ électrique quasi-statique, de détecter des structures non-centrosymétriques et complémente ainsi la microscopie GSH mais avec des conditions expérimentales très différentes, soit, si la nonlinéarité est connue, de mesurer des champs électriques statiques très localement. Cette dernière possibilité ouvre la voie à des applications biologiques.

Tout d'abord nous avons poursuivi le développement de cette nouvelle microscopie en réalisant des échantillons de référence en niobate de lithium et en améliorant le microscope (optique, mécanique, électronique). Nous tentons mainteant de l'appliquer dans plusieurs domaines. En collaboration avec Elena Ishow (PPSM), nous avons pu réaliser un premier modulateur électro-optique moléculaire sans poling, fondé sur l'utilisation d'un film moléculaire auto-orienté. Avec Natalie Doss (Georgia Tech.) des agrégats de nanoparticules ont pu être détectés.
Très récemment, en collaboration avec Bruno Le Pioufle (laboratoire SATIE de l'ENS Cachan), il a été possible de détecter l'effet électro-optique associé à une bimembrane artificielle colorée sur une seule couche par une assemblée de molécules non-linéaires. Ce résultat récent est encourageant pour les applications biologiques. 

 

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