Institut Fresnel

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 Thématiques Thermoplasmonique

Thermoplasmonique

Chercheur principal : Guillaume Baffou

 

La thermoplasmonique est le domaine de recherche basé sur le chauffage laser de nanoparticules métalliques illuminées à leur longueur d’onde de résonance plasmonique [31]. Puisque presque tous les domaines de la science présentent des effets induits par la température, la thermoplasmonique permet d’étudier une grande variété de phénomènes, de la physique à la chimie et à la biologie, aux échelles micro et nanométriques.

Le défi de la thermoplasmonique n’est pas de chauffer, mais de mesurer l’augmentation de température à l’échelle microscopique. Nous avons mis au point la première technique d’imagerie de la température non invasive et sans marquage, adaptée aux applications liées à la plasmonique [10]. Nous avons cartographié les distributions de température à l’échelle micrométrique, en 3D, en cartographiant la distorsion du front d’onde induite par le gradient de température sur le faisceau lumineux traversant l’échantillon d’intérêt. Pour ce faire, nous avons utilisé l’interférométrie à décalage quadrilatéral (QLSI) [41,47], une technique d’imagerie du front d’onde brevetée par Jérôme Primot en 2000 [Appl. Opt. 39, 5715 (2000)], et implémentée sur un microscope par Pierre Bon et Serge Monneret en 2009 à l’Institut Fresnel [Opt. Express 15, 13080 (2009)]. Nous appelons la mise en œuvre de la QLSI en microscopie : cross-grating wavefront microscopy (CGM).

En utilisant la CGM comme technique d’imagerie de la température, nous avons étudié une grande variété de phénomènes induits par chauffage laser, tels que la surchauffe de l’eau liquide jusqu’à 200°C [18], la chimie solvothermale à pression ambiante [28], l’activation de micro-organismes hyperthermophiles [46], la biologie thermique à l’échelle de la cellule unique [33], le modelage de la température à l’échelle micrométrique [20,34], la convection de fluides et la thermophorèse [40,43], among other developments. The figure below depicts the more important developments made at the Fresnel Institute in thermoplasmonics.

Chronologie des principaux développements expérimentaux à l’institut Fresnel en thermoplasmonique.

 

References: