cr de la soutenance. d Étection et spectroscopie multicanal de nanoparticules uniques mohamed b...

CR de la soutenance• La durée de la présentation était convenable.• Les questions sont :

– Ordre de grandeur de la fréquence de résonance de plasmon de surface : en se basant sur les longueurs d’onde qu’on manipule beaucoup dans la SMS, sachant que la on trouve que .

– Ordre de grandeur de la section efficace : trivialement .– Qu’est ce que la linéarité d’une caméra : une caméra CCD est linéaire

lorsque son capteur de pixels est disposé en une seule ligne (une caméra peut toujours avoir plusieurs capteur, donc plusieurs lignes : comme pour nous 2 lignes). Si le capteur contient plus qu’une ligne de pixels, la caméra devient matricielle.

– Comment la caméra peut-elle capturer toutes les longueurs d’onde en même temps : explication dans cette diapositive et celle là par la dispersion du prisme.

– Quel est le gain de temps final : spectre 2 min avec PM contre 200 µs pour la cam. Carto 1h30 pour le PM à une longueur d’onde contre 1h30 pour la cam sur toute la bande 300-900 nm.

• En espérant que ma contribution soit utile à tous.• Cordialement,• Mohamed Boudhib.

DÉTECTIONET SPECTROSCOPIE MULTICANAL

DE NANOPARTICULES UNIQUES

Mohamed BOUDHIB25 juillet 2011

Plan1. Introduction2. Principe de la SMS3. SMS multicanal

– Principe– Mise en place– Résultats

4. Conclusion

• L’utilisation des nanoparticules :un essor incontestable (chimie, catalyse, biologie).

• Grand intérêt pour les caractériser : besoin d’outils.

La spectroscopie optique : non destructive, coûts restreints, très flexible.

Particulièrement, les nanoparticules métalliques :résonance de plasmon de surface.

Étude optique des nanoparticules : l’extinction

Détecteur

𝑃𝑑𝑖𝑓𝑓=𝜎𝑑𝑖𝑓𝑓 × 𝐼𝑛𝑝𝑃𝑎𝑏𝑠=𝜎 𝑎𝑏𝑠× 𝐼𝑛𝑝Δ 𝑃=𝜎𝑒𝑥𝑡× 𝐼𝑛𝑝

𝑃 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠=𝑃 𝑖𝑛𝑐−𝑃𝑑𝑖𝑓𝑓 −𝑃𝑎𝑏𝑑=𝑃 𝑖𝑛𝑐−𝜎𝑒𝑥𝑡× 𝐼𝑛𝑝

Signaux très faibles !𝑃 𝑖𝑛𝑐

𝑃𝑑𝑖𝑓𝑓

𝑃 𝑡𝑟𝑎𝑛𝑠

𝑃𝑎𝑏𝑠

PRINCIPE DE LA SPECTROSCOPIE PAR

MODULATION SPATIALE SMS

Principe de la SMS

DétectionSynchrone

𝚫𝐏

Lampeblanche

Objectif demicroscope

réflectif

Objectif demicroscope

réflectif

Spectromètre+ PM

Platine piézoélectrique

Porte échantillonmodulé en position

Puissancetransmise

Temps

( Δ𝑃𝑃 𝑖𝑛𝑐)𝑓

→𝜎𝑒𝑥𝑡

𝑃 𝑖𝑛𝑐−𝜎 𝑒𝑥𝑡× 𝐼𝑛𝑝

𝑃 𝑖𝑛𝑐

Cartographie

Position

𝑋𝐷𝐶

-6 -4 -2 0 2 4 6

-0.20

-0.15

-0.10

-0.05

0.00

0.05

0.10

Y A

xis

Title

X Axis Title

0.8-6 -4 -2 0 2 4 6

-0.4-0.3-0.2-0.10.00.10.20.30.4

Y A

xis

Title

X Axis Title

0.8

Cartographie

Profil du faisceau focalisé

Détection à la fréquence de modulation f

Où

Cartographie

Limite : temps d’acquisition long

Enregistrementdes spectres

LA SMS MULTICANA

L

Principe de la SMS multicanal

Spectroscopie conventionnelle Spectroscopie multicanal

Rappel sur la détection synchrone

• Un signal d’amplitude modulé de la forme :

• Détection synchrone à la même fréquence :

• Ressemble à une transformée de FOURIER :

Peut-on utiliser une TF pour la caméra ?

Mise en place

Montage de la caméra CCD linéaire

Densité spectraleSignal bruité : 180Hz, 5 u.arb.

Système de détection• Caméra CCD linéaire (2048 pixels, 18,5kHz)• Pilotage via LabVIEW.• Utilisation d’une transformée de Fourier :

– Accès au signal modulé à f

Calibration

Photomultiplicateur

Caméra

• Réponse optique des filtres ne laisser passer que certaines

• Comparaison :• Réponses enregistrées avec le

photomultiplicateur.• Réponses enregistrées avec la

caméra.

• La correspondance entre ces points et la relation de déviation du prisme donnent :

La courbe de calibration

Courbe de calibration

Cartographie à

Résultats : spectres et cartographies

CONCLUSION

Mise en place de la caméra : Pilotage Caractérisation Protocole de mesures Système de détection basé sur la caméra

Résultats : Concordance avec la SMS « conventionnelle » Optimisation de la SMS en cartographiant sur toute les longueur d’onde Prometteurs

MERCI POUR VOTRE ATTENTION

Logo de la société

Utilisation de la transformée de FOURIER

Un signal d’une fréquence 180 Hz et d’amplitude de 5 (u.arb) noyé dans un bruit d’amplitude 50 (u.arb):

Signal bruité

Face avant d’un programme d’acquisition

Détection à 2f

Bruit d’obscurité

Éclairement d’une nanoparticule lors de la SMS