Source, sous vide et actualisable, de nanoparticules pour interactions laser-matière à haute intensité.

St-Germain, Guillaume (2024). Source, sous vide et actualisable, de nanoparticules pour interactions laser-matière à haute intensité. Mémoire. Québec, Maitrise en sciences de l'énergie et des matériaux, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, 77 p.

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Résumé

Les travaux d’Arthur Ashkin sur les forces optiques, qui ont débuté dans les années 1970 [2], ont permis de mettre au point une technique précieuse qui est utilisée dans de nombreux domaines de la recherche scientifique. La pince optique a montré des propriétés remarquables telles que sa capacite à manipuler des objets de taille micro et nanométrique et à les confiner à l’intérieur d’un foyer laser. Cette méthode a été utilisée pour piéger et refroidir des atomes, manœuvrer des cellules vivantes et étudier l’optique quantique. Les pinces optiques sont souvent employées dans le vide, ou l’interaction avec l’environnement extérieur est réduite au minimum. Une limitation courante dans cette configuration est le chargement et le rechargement de l’échantillon dans le piège de manière efficace. [10, 16] L’intérêt d’une technique de chargement in situ et rafraîchissable dans le vide est considérable, en particulier en ce qui concerne les applications potentielles dans les interactions laser-matière de haute intensité. Nous avons donc proposé une technique permettant d’intégrer une pince optique pour nanoparticules, utilisable dans une chambre a vide, qui peut être facilement et rapidement rechargée pour être utilisée dans des interactions laser-matière de haute intensité. Cette conception permet de surmonter les limites antérieures du rechargement d’une pince à vide tout en augmentant le confinement spatial de la nanoparticule par rapport au foyer de haute intensité. Ce type de configuration a le potentiel d’augmenter considérablement la reproductibilité des expériences a taux de répétition élevé, en particulier au sein de la communauté des chercheurs étudiant l’interaction laser-matière. Nous avons démontré expérimentalement la faisabilité de réapprovisionner en nanoparticules des pinces optiques dans une chambre à vide sans avoir à casser le vide ou à utiliser un système à deux étapes. Cette démonstration a été effectuée tout d’abord en mettant en place expérimentalement des pinces optiques simples et fonctionnelles permettant de confiner des particules de moins de 100 nm. Ensuite, en mettant en place une source de nanoparticules sous vide, permettant l’introduction d’un faisceau de particules de moins de 100 nm sans rompre le vide. Enfin, la capacite de manipuler ces particules afin de permettre le piégeage optique a été démontrée. Des méthodes de livraison alternatives ou complémentaires ont également été brièvement examinées et discutées en cours de route. Des solutions ou des propositions sont présentées afin d’améliorer la technique globale, les sections individuelles ou de résoudre certains problèmes rencontrés lors de l’expérimentation.

Type de document:	Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse:	Légaré, François
Mots-clés libres:	Pince optique; nanoparticules; vide
Centre:	Centre Énergie Matériaux Télécommunications
Date de dépôt:	24 avr. 2025 15:25
Dernière modification:	24 avr. 2025 15:25
URI:	https://espace.inrs.ca/id/eprint/16468

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