Optical Fibre Sensor Including A Lithium Niobate Membrane Of Subwavelength Thickness

  • Published: Apr 19, 2018
  • Earliest Priority: Oct 12 2016
  • Family: 4
  • Cited Works: 8
  • Cited by: 0
  • Cites: 0
  • Additional Info: Cited Works Full text

CAPTEUR A FIBRE OPTIQUE INTEGRANT UNE MEMBRANE D'EPAISSEUR SUB-LONGUEUR D'ONDE EN NIOBATE DE LITHIUM

Domaine technique

La présente invention concerne le domaine des capteurs optiques à fibre(s) optique(s).

Par « capteur à fibre(s) optique(s) », on entend ici et dans le cadre de l'invention, la définition donnée dans la norme NF C 93-800 (1991), à savoir un dispositif comprenant une ou plusieurs fibres, permettant de recueillir des informations représentatives de grandeurs mesurées sans autre apport d'énergie que celui des phénomènes observés et/ou des ondes lumineuses circulant dans la (les) fïbre(s).

Elle concerne plus particulièrement les capteurs optiques dédiés à la mesure de champs électriques et de température.

Elle vise plus particulièrement à améliorer les performances des capteurs optiques existants.

Les principales applications visées par le capteur selon l'invention concernent :

- les domaines de la santé, avec une utilisation en tant que sonde optique pour la mesure en continu de signaux électriques, avec des applications en tant qu'électrodes pour électrocardiographie (EEG), électro-encéphalographie (ECG), électromyographie (EMG), électrorétinographie (ERG), et autres types d'électrodes utilisées dans le domaine biomédical ;

- les systèmes d'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) seuls ou en combinaison avec l'une ou l'autre des applications médicales précitées ;

- le domaine de la sécurité avec une utilisation en tant que détecteur large bande permettant une veille de l'activité cérébrale lors d'un exercice donné (militaire, conducteur de véhicule, ...);

- le domaine de la mesure de température lorsque de faibles variations de température doivent être détectées ;

- la détection sensible in situ de menaces électromagnétiques dans des environnements dangereux (forte radioactivité, hautes températures, etc.) ;

- la mesure de débit d'absorption spécifique d'un appareil radioélectrique, par exemple d'un téléphone portable ; - la mesure de la compatibilité électromagnétique des cartes électroniques ;

- la cartographie d'antennes en champs électriques proches.

Le capteur selon l'invention peut être utilisé tout particulièrement dans le traitement des maladies, plus particulièrement la dépression nerveuse et l'épilepsie.

Art antérieur

Les capteurs optiques de champ électrique font l'objet d'intérêt croissant. Ceci est principalement dû au fait qu'ils présentent usuellement un faible encombrement accompagné d'une isolation galvanique et d'une passivité chimique.

Parmi ces capteurs, les capteurs à fibre optique, sont particulièrement adaptés à la mesure des grandeurs électriques et magnétiques de faible fréquence comparée aux ondes électromagnétiques dans le visible ou le proche infrarouge. Du fait de la nature diélectrique du matériau constituant la fibre, cette dernière exhibe une faible sensibilité aux perturbations électromagnétiques. La sonde peut notamment être positionnée en bout de fibre, elle est alors utilisée comme support de transport de l'information : voir publication [1].

Certaines fibres optiques sont connues sous la dénomination Fibres à Cristal Photonique (acronyme anglais PCF pour « Photonic Crystal Fibers ») en référence à la modulation périodique à l'échelle de la longueur d'onde de leur indice de réfraction.

Parmi ces fibres optiques PCF, il est connu des fibres micro-structurées pour lesquelles le confinement de la lumière est lié à l'existence de bandes interdites photoniques et s'appuie pleinement sur la périodicité de la structure. La lumière est guidée dans un défaut de la structure périodique (le cœur) dont l'indice est généralement plus faible que l'indice moyen du milieu qui l'entoure. Dans le cas le plus extrême, associé à la famille des fibres à cœur creux, la lumière est confinée dans un trou d'air au milieu de la structure.

Les performances de ces capteurs à fibres optiques structurées restent limitées.

En outre, la technique de réalisation la plus répandue de ces fibres micro- structurées est Γ assemblage-étirage. Elle reste néanmoins difficile à mettre en œuvre.

De manière générale, la difficulté de fabrication des cristaux photoniques en trois dimensions et le coût associé, peut expliquer le développement relativement limité de ces structures. En tant que matériau diélectrique, il est connu que le niobate de lithium (LiNb03) présente des propriétés physiques uniques, telles que des coefficients électrooptiques élevés et il est donc réputé être un excellent matériau pour un large éventail de domaines, tels que les communications optiques, lasers, applications en optique non- linéaire, des capteurs optiques de champ électrique

D'ailleurs, son usage est très fréquent dans la technologie des dispositifs à guide optique, comme les diviseurs de faisceau, les modulateurs d'amplitude et de phase, les convertisseurs de polarisation, les commutateurs et les multiplexeurs en longueur d'onde (acronyme anglais WDM pour « Wavelength Division Multiplexing ») .

On connaît également sa mise en œuvre dans un capteur basé sur une configuration d'interféromètre de Mach-Zehnder avec un guide d'onde sur couche mince.

En fait, à ce jour, les cristaux photoniques les plus répandus sont intégrés sur silicium, i.e. sur un substrat en silicium-sur-isolant (SOI).

II existe donc un besoin d'améliorer les capteurs à fibre optique, notamment en utilisant un cristal photonique fabriqué dans un matériau présentant des coefficients électro-optiques éprouvés, comme le niobate de lithium, afin d'en augmenter les performances, en particulier pour la mesure de champs électriques.

Le but de l'invention est de répondre au moins en partie à ce besoin. Exposé de l'invention

Pour ce faire, l'invention concerne, sous l'un de ses aspects, un capteur optique, destiné à recevoir des ondes électromagnétiques, comprenant au moins une fibre optique et, au moins une membrane d'épaisseur sub-longueur d'onde, en niobate de lithium (LiNb03) ou en tantalate de lithium (LiTa03) percée d'un ensemble d'ouvertures de taille sub-longueur d'onde, et assemblée sur l'une des extrémités de la fibre optique, dans la zone du cœur de cette dernière.

Par membrane « d'épaisseur sub-longueur d'onde » avec ouvertures « de taille sub-longueur d'onde », on entend ici et dans le cadre de l'invention que lorsqu'elle est éclairée, la membrane permet le passage de la lumière pour des dimensions inférieures à la longueur d'onde. Il peut s'agir de dimensions submicroniques.

Ainsi, l'invention consiste essentiellement à assembler un cristal photonique fabriqué sur membrane en LiNb03 ou en LiTa03, en bout de fibre optique qui peut être standard. La fibre optique standard peut être en silice, verre, plastique tel qu'en époxyacrylate...

En fait, afin d'améliorer encore les performances des dispositifs optiques et d'être compétitif dans le domaine de la photonique intégrée, l'obtention de faibles épaisseurs de films en niobate de lithium, notamment sub-microniques, s'est avérée un challenge important.

Même si une première avancée a été réalisée avec le développement de films minces en LiNb03 en utilisant la technologie Smart-Cut®, il restait à fabriquer le composant optique qui sert à capter les champs électriques et à amener la lumière jusqu'à la membrane en minimisant les pertes optiques.

Or, il a été prouvé qu'on pouvait obtenir une membrane en LiNb03 de faible épaisseur avec une bonne qualité, i.e. compatible avec une utilisation en tant que guide optique : voir publication [2].

Ainsi, de manière surprenante, alors que personne n'avait pensé jusqu'à présent à réaliser une telle intégration, les inventeurs ont eu l'idée d'assembler une membrane fine contenant le cristal photonique en niobate de lithium, directement en bout d'une fibre optique usuelle.

Et non seulement, ils ont pu constater que l'assemblage était parfaitement réalisé mais qu'en outre on pouvait attendre d'excellentes performances électro-optiques et ce avec un composant nano-optique (le cristal photonique) qui peut être très fortement réduit par rapport à ceux selon l'état de l'art.

En particulier, si la membrane est structurée en la perforant d'ouvertures de quelques centaines de nanomètres, agencées de préférence de manière régulière (périodique), des bandes interdites photoniques (intervalles de longueur d'ondes) sont créées empêchant la lumière de traverser. Pour d'autres valeurs de la longueur d'onde, la lumière peut être guidée dans les perforations et même ralentie tout en maintenant sa puissance.

L'effet d'interaction de la lumière guidée dans la fibre avec ce cristal photonique (les ouvertures de la membrane) sera d'autant plus efficace que ce dernier sera en face du cœur de la fibre optique, seule zone de couplage, typiquement sur un diamètre de 9 μιη. Les variations d'intensité de la lumière réfléchie sur la membrane, lorsque celle- ci revient dans la fibre optique, indiquent la présence d'un champ électrique ayant perturbé les propriétés optiques du cristal photonique lié à l'effet électro-optique.

Par comparaison avec les capteurs optiques de champ électrique selon l'état de l'art, le capteur à fibre optique, selon l'invention, présente de nombreux avantages que l'on peut résumer ainsi:

- il présente d'excellentes performances électro-optiques permettant une mesure d'une extrême précision présentant un très bon rapport signal/bruit, et une grande fiabilité. La sensibilité du capteur est très grande du fait du fort confinement de la lumière au sein de la membrane ce qui amplifie ses propriétés optiques. Le capteur présente également d'excellentes performances de détection sur une large gamme de fréquences de modulation, de l'ordre du gigahertz (GHz) associée à de très faibles amplitudes de l'ordre du microvolt/m. Les inventeurs pensent que l'on peut obtenir des performances améliorées, notamment une taille, typiquement de l'ordre de quelques micromètres, jusqu'à 1000 fois inférieure à celles des capteurs optiques existants, en particulier par rapport à celles obtenues dans le cas d'une configuration interférométrique de type Mach-Zehnder ;

- il bénéficie d'une insensibilité totale aux ondes électromagnétiques. En effet, le capteur selon l'invention est constitué d'une fibre optique standard et d'une membrane en LiNb03, et ne contient donc aucun élément métallique. Par conséquent, il reste imperturbable aux ondes électromagnétiques autres que celles que l'on désire mesurer. Cela est très avantageux dans bon nombre d'applications notamment dans les applications d'imagerie par résonance magnétique (IRM), car le capteur selon l'invention ne peut pas chauffer du fait de son insensibilité aux champs électromagnétiques auxquels il est soumis;

- il est très adaptable, car les bandes interdites créées dans la membrane perforée changent de façon continue et de manière réversible en fonction de la tension qu'on leur applique. Des modulations d'intensité et de phase peuvent donc lui être directement appliquées ;

- il est très compact et donc très facile à intégrer dans des structures de dimensions micrométriques et/ou être utilisé dans des milieux très confinés et/ou dans certains objets de la vie quotidienne tels que des casques ou autres objets à fixer sur le corps humain pour la mesure en continu de signaux électriques, tel qu'explicité ci-après ; - il est non invasif de par son fonctionnement intrinsèque. En effet, il peut détecter un champ électrique sans contact et/ou sans endommager par pénétration la surface de l'objet ayant généré le champ à mesurer ;

- son utilisation dans le domaine de la santé est très facile du fait de son caractère non invasif. Ainsi, il peut être utilisé à travers des vêtements d'une personne ;

- il est très robuste du fait de l'absence de composant ou circuit électronique, il peut tout-à-fait être capable de transmettre des signaux dans des milieux à environnement sévère, typiquement à des températures très élevées jusqu'à 1200°C, et/ou sur de longues distances ;

- il est d'une très grande sécurité à la fois vis-à-vis d'un d'utilisateur de par l'absence de risque de brûlures et d'électrocution et de l'environnement car il ne pollue pas.

En outre, le capteur selon l'invention peut avantageusement être mis en œuvre en tant que capteur de température du fait de l'effet pyroélectrique de niobate de lithium qui peut être amplifié par la présence de la membrane et conduire à une très grande sensibilité typiquement de l'ordre de 2 nm/°C.

Les applications du capteur selon l'invention sont également très nombreuses. En particulier, dans le domaine de la santé, le capteur pourrait être mis en œuvre en tant qu'électrode optique pour la mesure fiable, en continu de signaux d'électrocardiographie (EEG), typiquement de l'ordre du millivolt, d'électro- encéphalographie (ECG), typiquement de l'ordre du microvolt, d'électromyographie (EMG), d' électrorétinographie (ERG), et ce sans avoir à faire de préparation spécifique de la surface cutanée, ni à utiliser de gel conducteur spécifique ou bien dans le cas d'EEG, sans avoir à percer une cavité dans le crâne des personnes, toutes ces préparations étant non seulement désagréables pour un patient mais en outre source de défaillance des mesures.

Plus particulièrement, les inventeurs pensent que le capteur selon l'invention peut permettre de coupler une analyse des ondes cérébrales par EEG avec un système d'Imagerie à Résonance Magnétique fonctionnelle (IRMf), ce qu'il n'est pas possible de faire actuellement. Or, un tel couplage permettrait d'améliorer la détection et donc de mieux soigner des maladies telles qu'une rechute de dépression nerveuse ou l'épilepsie. D'ailleurs, du fait de son caractère non invasif, le capteur selon l'invention pourrait être facilement intégré dans un casque ou serre-tête, ce qui faciliterait grandement une analyse par EEG, car cela éviterait l'utilisation actuelle d'une dizaine d'électrodes, ce qui serait particulièrement appréciable pour les nourrissons, enfants ou encore les personnes à mobilité réduite.

Dans le domaine de la sécurité, on peut envisager de mettre en œuvre le capteur selon l'invention pour la détection sensible in situ de menaces à ondes électromagnétiques, dans des environnements dangereux pour l'être humain, typiquement avec des températures très élevées, jusqu'à 1200°C et/ou à forte radioactivité. On peut aussi envisager de le mettre en œuvre pour le contrôle de l'état de veille de personnes aux activités nécessitant des périodes de vigilance planifiées, comme chez les militaires. Enfin, le capteur selon l'invention pourrait servir à évaluer la pollution électromagnétique dans un site donné.

L'invention concerne aussi l'utilisation du capteur optique décrit précédemment, en tant qu'électrode optique pour la mesure la mesure de débit d'absorption spécifique d'un appareil radioélectrique, ou pour la mesure de la compatibilité électromagnétique des cartes électroniques ou pour la cartographie d'antennes en champs électriques proches.

L'invention concerne encore l'utilisation du capteur optique décrit précédemment, dans le traitement des maladies, plus particulièrement la dépression nerveuse et l'épilepsie.

De préférence, la membrane est en niobate de lithium car ce matériau est intrinsèquement plus stable à la température.

L'extrémité de la fibre optique sur laquelle la membrane est assemblée est de préférence une extrémité clivée.

Selon un mode de réalisation préféré, la membrane est assemblée sur l'extrémité de la fibre optique en laissant une couche d'air entre elles. Alternativement, la membrane peut être assemblée sur l'extrémité de la fibre optique en étant directement en contact l'une contre l'autre.

Selon une variante avantageuse, les ouvertures sont des trous traversants de section cylindrique. Les trous peuvent aussi être de section différente. De préférence, l'épaisseur de la membrane et/ou la taille unitaire des ouvertures est (sont) inférieure (s) à la moitié (λ/2) de la longueur d'onde des ondes électromagnétiques reçues. Typiquement, l'épaisseur de la membrane peut être comprise entre 600 et 700 nm.

L'espacement entre ouvertures est avantageusement régulier, avantageusement encore compris entre λ/50 et λ/3, λ étant la longueur d'onde des ondes électromagnétiques reçues.

Selon une variante avantageuse, les trous traversants sont répartis, en considérant deux axes X, Y orthogonaux dans le plan de la membrane, en étant alignés selon plusieurs rangées selon l'axe X, en étant espacés selon un pas Px suivant l'axe X, correspondant à la distance entre leurs les centres de deux trous adjacents suivant l'axe X, compris entre 500 et 600 nm, en étant espacés selon un pas Py suivant l'axe Y, correspondant à la distance entre leurs les centres de deux trous adjacents suivant l'axe Y, compris entre 500 et 600 nm, et selon un décalage D suivant l'axe X, des trous appartenant à deux rangées adjacentes, compris entre 1 et 30 nm.

Selon un autre mode de réalisation avantageux, le capteur comprend une ou plusieurs électrodes métalliques en contact avec la membrane en LiNb03 ou en LiTa03. Cette ou ces électrodes permettent) de guider de façon optimale les ondes électromagnétiques au cœur de la membrane. La taille de chacune des électrodes pouvant être de l'ordre de quelques nanomètres, typiquement de l'ordre de lOnm, le capteur selon l'invention reste imperturbable aux champs électromagnétiques.

L'invention concerne également, sous un autre de ses aspects, un procédé de réalisation d'un capteur optique comprenant les étapes suivantes:

a/ élaboration d'une membrane en niobate de lithium (LiNb03),

b/ perçage d'un ensemble d'ouvertures de taille sub-longueur d'onde traversant la membrane elle-même d'épaisseur sub-longueur d'onde,

cl report et assemblage de la membrane sur l'une des extrémités d'une fibre optique, dans la zone du cœur de cette dernière.

L'étape cl de report et d'assemblage peut être avantageusement réalisée par collage direct ou soudage de la membrane sur l'extrémité de la fibre optique. Par «collage direct», on entend ici et dans le cadre de l'invention, tout type de collage ne nécessitant pas la présence d'une substance adhésive. Il peut s'agir avantageusement d'un collage par contact direct mais il peut s'agir également d'un collage par thermocompression ou d'un collage anodique ou encore d'un collage par fusion (« fusion bonding » en anglais) ou encore d'un assemblage par soudure.

Selon une variante avantageuse, on réalise la perforation de la membrane selon l'étape b/ par une technique en utilisant un faisceau d'ions focalisé (FIB) ou par une technique de lithographie suivie d'une gravure au plasma (RIE : reactive-ion-eatching en anglais).

Bien que satisfaisante en termes de qualité, la technologie par FIB peut s'avérer coûteuse et présenter une faible productivité. C'est pourquoi, dans les applications où l'on souhaite atteindre une production de moyenne à grande série afin de réduire le coût unitaire du capteur selon l'invention, la technique de gravure plasma est préférée.

Description détaillée

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront mieux à la lecture de la description détaillée d'exemples de mise en œuvre de l'invention faite à titre illustratif et non limitatif en référence aux figures suivantes parmi lesquelles :

- la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un capteur à fibre optique selon l'invention;

- la figure 2 est une image obtenue par microscope électronique à balayage (MEB), montrant une face d'extrémité de la fibre optique sur laquelle est collée une membrane perforée en LiNb03, conformément à l'invention ;

- la figure 3 est une image agrandie de la figure 2 montrant plus précisément la membrane et le cristal photonique selon l'invention;

- la figure 4 est une image encore agrandie de la figure 2 montrant les ouvertures réalisées dans la membrane selon l'invention.

Les figures 1 à 4 représentent un capteur optique 1 selon l'invention. Il comprend une fibre optique 2 représentée avec sa gaine 3, au bout de laquelle est assemblée une membrane 4 nanostructurée d'épaisseur sub-longueur d'onde en niobate de lithium (LiNb03).

Dans le cas du capteur présenté, l'épaisseur de la membrane 4 est de 700nm. Cette épaisseur dépend fortement de la longueur d'onde de la lumière utilisée. On prévoit en effet que l'épaisseur de la membrane soit plus petite que la longueur d'onde de la lumière que l'on utilise, typiquement entre 500 et 1500nm. Les figures 2 et 3 montrent en détail la membrane 4 assemblée par soudure métallique sur la face d'extrémité 20 de la fibre optique 2, au niveau de la zone du cœur de cette dernière. Typiquement, le diamètre de la fibre 2 est de l'ordre de 125μιη.

Comme visible sur la figure 4, la membrane 4 comprend une zone centrale 40 qui est percée d'un réseau périodique d'ouvertures 41 de taille sub-longueur d'onde. Dans l'exemple illustré, les ouvertures 41 sont des trous traversants de section cylindrique, pour des raisons de simplicité de réalisation. Ces trous peuvent être de section carrée ou toute autre forme.

Comme pour la valeur de l'épaisseur de la membrane, la dimension et la taille (section) des ouvertures dépend de la longueur d'onde de fonctionnement. Typiquement, le diamètre des trous 41 est compris entre 300 et 400 nm. Dans l'exemple présenté, les trous cylindriques 41 ont un diamètre de l'ordre de 400 nm.

L'agencement des ouvertures 41 est réalisé afin qu'elles présentent un comportement collectif permettant l'obtention d'une propagation à vitesse réduite de la lumière à travers la membrane. Comme illustré à travers l'exemple de la figure 4, les ouvertures 41 sont réparties sous forme d'un réseau bi-périodique selon deux axes perpendiculaires X et Y de période Px = 570nm en X et Py = 570nm en Y. Ainsi, le motif élémentaire (une période) est composé de deux ouvertures : une selon la direction Y et deux selon X. La distance entre deux trous selon Y est égale à la période Py tandis que celles entre les trous selon X est Pxl = 570nm et Px2 = 600nm. Cette différence de valeur entre Pxl et PX2 est à nécessaire pour obtenir une propagation de la lumière à faible vitesse à travers l'épaisseur de la membrane.

A titre d'exemple, les valeurs de la figure 4 sont les suivantes pour une longueur d'onde de lumière de l'ordre de 1550 nm: dl = 420 nm, d2 = 400 nm, d3 = 370 nm, Px = 570 nm, Py = 570 nm, D = 30 nm.

Pour réaliser le capteur optique 1 qui vient d'être décrit à titre d'illustration, on procède de la manière suivante.

Etape a/ : on élabore une membrane 4 en niobate de lithium d'épaisseur sublongueur d'onde, ici égale à 700 nm dans l'exemple illustré.

Etape b/: on perce la membrane 4 d'un ensemble de trous 41 dans sa zone centrale 40. Les trous 41 sont de taille sub-longueur d'onde, ici de rayon moyen égal à 200nm Etape cl: on reporte et on assemble la membrane perforée 4 sur l'extrémité clivée d'une fibre optique 2 standard, dans la zone du cœur de cette dernière.

La membrane est réalisée selon une technique dite de Smart-cut® développée par la société SOITEC. Les étapes a/ et cl peuvent être réalisées avec collage direct.

La perforation de la membrane 4 selon l'étape b/ est réalisée soit par une technique à faisceau d'ions focalisé (FIB) ou par une technique de lithographie suivie de gravure au plasma (RIE).

D'autres variantes et améliorations peuvent être prévues sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

L'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits ; on peut notamment combiner entre elles des caractéristiques des exemples illustrés au sein de variantes non illustrées.

Références citées

[1] : M. Ferretti. « Capteurs à fibres optiques ». Techniques de l'ingénieur, Technical Report, 1(II):415(1994).

[2] : G. Ulliac, V. Calera, A. Ndao, F.I. Baida, M.-P. Bernai.. «Argon plasma inductively coupled plasma reactive ion etching study for smooth sidewall thin film lithium niobate waveguide application ». Optical Materials 53 (2016) 1-5.

REVENDICATIONS

1. Capteur optique (1), destiné à recevoir des ondes électromagnétiques, comprenant au moins une fibre optique (2) et, au moins une membrane (4) d'épaisseur sub-longueur d'onde en niobate de lithium (LiNbOs) ou en tantalate de lithium (LiTa03), percée d'un ensemble d'ouvertures (41) de taille sub-longueur d'onde, et assemblée sur l'une des extrémités (20) de la fibre optique, dans la zone du cœur de cette dernière.

2. Capteur optique selon la revendication 1, la membrane étant assemblée sur l'extrémité de la fibre optique en laissant une couche d'air entre elles.

3. Capteur optique selon la revendication 1, la membrane étant assemblée sur l'extrémité de la fibre optique en étant directement en contact l'une contre l'autre.

4. Capteur optique selon l'une des revendications précédentes, les ouvertures étant des trous traversants de section cylindrique.

5. Capteur optique selon l'une des revendications précédentes, l'épaisseur de la membrane et/ou la taille unitaire des ouvertures étant inférieure à la moitié (λ/2) de la longueur d'onde des ondes électromagnétiques reçues.

6. Capteur optique selon l'une des revendications précédentes, l'espacement entre ouvertures étant régulier.

7. Capteur optique selon la revendication 6, l'espacement entre ouvertures compris entre λ/50 et λ/3, λ étant la longueur d'onde des ondes électromagnétiques reçues.

8. Capteur optique selon la revendication 6 ou 7, les trous traversants (41) étant répartis, en considérant deux axes X, Y orthogonaux dans le plan de la membrane, en étant alignés selon plusieurs rangées selon l'axe X, en étant espacés selon un pas Px suivant l'axe X, correspondant à la distance entre leurs les centres de deux trous adjacents suivant l'axe X, compris entre 500 et 600 nm, en étant espacés selon un pas Py suivant l'axe Y, correspondant à la distance entre leurs les centres de deux trous adjacents suivant l'axe Y, compris entre 500 et 600 nm, et selon un décalage D suivant l'axe X, des trous appartenant à deux rangées adjacentes, compris entre 1 et 30 nm.

9. Capteur optique selon l'une des revendications précédentes, comprenant une ou plusieurs électrodes métalliques en contact avec la membrane en LiNb03 ou en LiTa03.

10. Utilisation du capteur optique selon l'une des revendications précédentes, en tant qu'électrode optique pour la mesure en continu de signaux électriques, notamment de signaux d' électrocardiographie (EEG), électro-encéphalographie (ECG), électromyographie (EMG), électrorétinographie (ERG).

11. Utilisation du capteur optique selon l'une des 1 à 9, en tant qu'électrode optique pour la mesure la mesure de débit d'absorption spécifique d'un appareil radioélectrique, ou pour la mesure de la compatibilité électromagnétique des cartes électroniques ou pour la cartographie d'antennes en champs électriques proches.

12. Utilisation du capteur optique selon l'une des revendications 1 à 9, en tant que capteur de température.

13. Utilisation du capteur optique selon l'une des revendications 1 à 9, dans le traitement des maladies, plus particulièrement la dépression nerveuse et l'épilepsie.

14. Procédé de réalisation d'un capteur optique comprenant les étapes suivantes:

a/ élaboration d'une membrane en niobate de lithium (LiNb03) ou en tantalate de lithium (LiTa03),

b/ perçage d'un ensemble d'ouvertures de taille sub-longueur d'onde dans l'épaisseur sub-longueur d'onde de la membrane,

cl report et assemblage de la membrane sur l'une des extrémités d'une fibre optique, dans la zone du cœur de cette dernière.

15. Procédé selon la revendication 14, selon lequel l'étape cl de report et d'assemblage est réalisée par collage direct ou soudage de la membrane sur l'extrémité de la fibre optique.

16. Procédé selon la revendication 14 ou 15, selon lequel on réalise la perforation de la membrane selon l'étape b/ par une technique en utilisant un rayon d'ions focalisé (FIB) ou par une technique de lithographie suivie de gravure au plasma (RIE).

Download Citation


Sign in to the Lens

Feedback