Brevet FR3041474A1 (20170324)
REVENDICATIONS1. Dispositif pour réaliser une image d'un échantillon comportant : une source de lumière (11), apte à émettre une onde lumineuse (12), dite onde incidente, à une longueur d'onde (X), selon un axe de propagation (Z), vers l'échantillon ; un capteur d'image (30) ; un support (20, 120, 220, 320, 420, 520), apte à recevoir l'échantillon, disposé entre la source de lumière (11) et le capteur d'image (30) ; caractérisé en ce que : le support comprend une première couche mince (21, 321, 421, 521), comprenant un premier matériau transparent à ladite longueur d'onde (21a) d'un premier indice de réfraction (ni), s'étendant selon un plan (P21, P321, P421, P521), dit plan de la couche mince, ladite première couche mince comportant une pluralité d'inclusions, réalisées en un deuxième matériau (21b) transparent à ladite longueur d'onde d'un deuxième indice de réfraction (n2); la distance entre deux inclusions adjacentes étant inférieure à ladite longueur d'onde (X) ; les dites inclusions définissant un premier réseau de diffraction dans ladite première couche mince, apte à confiner une partie de l'onde incidente (12) selon un plan parallèle audit plan de couche mince. le dispositif ne comportant pas d'optique de grossissement entre le support (20) et le capteur d'image (30).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 1, dans lequel le premier réseau de diffraction est configuré pour engendrer, à ladite longueur d'onde, une réflexion résonante de l'onde incidente (12), de façon à réfléchir une partie de ladite onde lumineuse incidente vers la source de lumière.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel le support étant délimité par une face inférieure (20,, 120,, 220, 320,, 420,, 520,) et une face supérieure (205, 1205, 2205, 3205, 4205, 5205), ladite première couche mince est apte à confiner une partie de la lumière incidente dans un guide d'onde adjacent de l'une desdites faces. 3041474 26\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 3, dans lequel la première couche mince (21, 321,\n<CLM>\1\test adjacente à l'une desdites faces, le premier réseau de diffraction étant un réseau résonant, apte à confiner une partie de l'onde incidente dans ledit plan de couche mince, ladite première couche mince formant alors ledit guide d'onde. 5\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 3 ou la revendication 4, dans lequel le support (220) comporte également un miroir de Bragg (22), disposé entre la source de lumière et ladite première couche mince (21), et formé par au moins deux couches adjacentes, s'étendant parallèlement à ladite couche mince (21), réalisées selon un troisième matériau (22a) d'un troisième indice et un quatrième matériau (22b) d'un quatrième indice, ledit troisième indice étant différent dudit 10 quatrième indice.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 5, dans lequel le troisième matériau (22a) et le quatrième matériau (22b) correspondent respectivement le premier matériau (21a) et au deuxième matériau (21b).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le miroir de Bragg 15 (22) est placé à une distance de la première couche mince (21) sensiblement égale à un multiple impair du quart de la longueur d'onde (X).\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support (520) comporte une deuxième couche mince (541), s'étendant parallèlement à ladite première couche mince (521), 20 la deuxième couche mince comprenant un cinquième matériau (41a) transparent à ladite longueur d'onde, d'un cinquième indice de réfraction (ns) ; ladite deuxième couche mince comportant une pluralité d'inclusions, réalisées en un sixième matériau (41b) transparent à ladite longueur d'onde, d'un sixième indice de réfraction (n6); 25 deux inclusions adjacentes de ladite deuxième couche mince étant distantes l'une de l'autre d'une distance inférieure à ladite longueur d'onde (X), de telle sorte que ces inclusions définissent un réseau de diffraction dans ladite deuxième couche mince, apte à confiner une partie de l'onde incidente (12) dans ladite deuxième couche mince ; la distance entre la première couche mince (521) et la deuxième couche mince (541) étant inférieure à ladite longueur d'onde (X).\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 3, dans lequel : 3041474 27 le support (320) comporte un guide d'onde planaire (23), s'étendant parallèlement à ladite première couche mince (321) ; ladite première couche mince (321) est disposée entre ledit guide d'onde planaire et la source de lumière (11), le premier réseau de diffraction étant configuré pour 5 engendrer un couplage optique avec le guide d'onde planaire, de telle sorte qu'une partie de l'onde incidente (12) est couplée audit ledit guide d'onde planaire.\n<CLM>\1\tDispositif selon la revendication 9, dans lequel le support (320) est délimité par une face inférieure (320,), disposée en vis-à-vis du capteur d'image (30), et dans lequel le guide d'onde planaire (23) est adjacent de ladite face inférieure. 10\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque inclusion est cylindrique ou conique, de base circulaire ou polygonale, ou hémisphérique le diamètre ou la plus grande diagonale étant inférieure à ladite longueur d'onde. 15\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel chaque inclusion a une forme de bande, s'étendant selon une direction longitudinale dans le plan de ladite première couche mince, la largeur de ladite inclusion, selon une direction perpendiculaire à ladite direction longitudinale, étant inférieure à ladite longueur d'onde.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'épaisseur de 20 la première couche mince (21, 321, 421,\n<CLM>\1\test inférieure à 1 um.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le réseau défini par les inclusions dans la première couche mince est périodique.\n<CLM>\1\tDispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les premiers matériaux (21a) et les deuxièmes matériaux (21b) de la couche mince (21, 321, 421,\n<CLM>\1\tsont 25 choisis parmi les diélectriques ou les semi-conducteurs.\n<CLM>\1\tProcédé d'observation d'un échantillon, comprenant une particule (25), le procédé comportant les étapes suivantes : - disposer l'échantillon au contact d'un support (20, 120, 220, 320, 420, 520), ledit support étant disposé entre une source de lumière (11) et un capteur d'image (30) ; 3041474 28 illuminer le support et l'échantillon à l'aide d'une onde lumineuse incidente (12), produite par la source de lumière (11), le support (20) comportant une première couche mince (21, 321, 421, 521), s'étendant selon un plan de couche mince (P21, P321, P421, P521), formant un premier réseau de 5 diffraction, confinant une partie de l'onde incidente (12) selon un plan parallèle audit plan de la couche mince, formant ainsi un faisceau confiné se propageant selon ledit plan parallèle au plan de couche mince, collecter, sur le capteur d'image (30), une onde de diffraction (26) générée par ladite particule (25), et acquérir une image représentative de cette onde de diffraction; 10\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 16, dans lequel le support réfléchit une partie de l'onde incidente (12) et bloque une transmission de l'onde incidente vers le capteur d'image (30).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 16 ou la revendication 17, dans lequel le support est délimité par une face inférieure (20,, 120,, 220,, 320,, 420,, 520,) et une face supérieure (205, 1205, 2205, 3205, 4205, 5205), la face inférieure étant située en 15 regard du capteur d'image (30) ; ladite première couche mince confine une partie de la lumière incidente dans un guide d'onde adjacent de l'une desdites faces, pour former un faisceau dit confiné se propageant dans ledit guide d'onde ; et dans lequel l'échantillon est placé au contact de la face délimitant ledit guide d'onde. 20\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel le guide d'onde est formé par ladite première couche mince (21, 421).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 19, dans lequel le support comprend une deuxième couche mince (541), s'étendant parallèlement à ladite première couche mince (521), et formant un deuxième réseau de diffraction, apte à confiner une partie de l'onde incidente (12) dans ladite 25 deuxième couche mince (541), la première et la deuxième couche mince étant distantes l'une de l'autre d'une distance inférieure à ladite longueur d'onde.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 18, le guide d'onde est un guide d'onde planaire (23), adjacent de la face inférieure (320,) du support (320), la première couche mince (321) agissant pour coupler une partie de l'onde incidente (12) audit guide d'onde planaire. 3041474 29\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 21, dans lequel la particule (25) forme une onde de diffraction (26) à partir du faisceau confiné dans ledit guide d'onde (21, 23), une partie de cette onde de diffraction (26) étant détectée par ledit capteur d'image.\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 22, dans lequel ladite particule est disposée à une distance 5 dudit guide d'onde inférieure à ladite longueur d'onde.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 23, dans lequel la particule (25) est une particule biologique par exemple un microorganisme ou un virus ou une cellule.\n<CLM>\1\tProcédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 24, dans lequel l'échantillon comporte un liquide, dans lequel baigne ladite particule (25).