[go: up one dir, main page]

EP1774287A2 - Method and system for optical detection of nano-objects in a light refracting medium - Google Patents

Method and system for optical detection of nano-objects in a light refracting medium

Info

Publication number
EP1774287A2
EP1774287A2 EP05786109A EP05786109A EP1774287A2 EP 1774287 A2 EP1774287 A2 EP 1774287A2 EP 05786109 A EP05786109 A EP 05786109A EP 05786109 A EP05786109 A EP 05786109A EP 1774287 A2 EP1774287 A2 EP 1774287A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nano
wave
modulated
probe
amplitude
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05786109A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Brahim Lounis
Laurent Cognet
Stéphane BERCIAUD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP1774287A2 publication Critical patent/EP1774287A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10Investigating individual particles
    • G01N15/14Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
    • G01N15/1429Signal processing
    • G01N15/1433Signal processing using image recognition
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1717Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with a modulation of one or more physical properties of the sample during the optical investigation, e.g. electro-reflectance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1717Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with a modulation of one or more physical properties of the sample during the optical investigation, e.g. electro-reflectance
    • G01N2021/1725Modulation of properties by light, e.g. photoreflectance
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/1717Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated with a modulation of one or more physical properties of the sample during the optical investigation, e.g. electro-reflectance
    • G01N2021/1731Temperature modulation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1757Time modulation of light being essential to the method of light modification, e.g. using single detector

Definitions

  • the invention relates to a method and a system for optical detection of nano-objects in a refractive medium.
  • optical techniques used for this purpose at present are based on the phenomenon of luminescence. Fluorescent molecules have been studied, highlighted and are commonly used in the field of life sciences.
  • the aforementioned fluorescent molecules allow only short observation times, due to the phenomenon of photo whitening.
  • Another technique uses the absorption properties of objects.
  • Isolated ions or atoms in RF (radio frequency) traps or high quality factor cavities were detected by absorption of a probe beam.
  • Nanometer-sized metal particles excited in the vicinity of their plasmon resonance by an electromagnetic wave, have a relatively large absorption section, of the order of 8 ⁇ 10 -14 cm 2 for a particle of 5 nm in diameter. , and a fast electron-phonon relaxation time, of the order of one pico-second. Due to the fact that the luminescence phenomenon of these particles is extremely low, almost all the electromagnetic energy absorbed is converted into heat. The rise in the induced temperature causes a variation of the local refractive index. The aforementioned more recent method employs a polarized light interference contrast technique to detect this local thermal photo effect and to display images of gold particles of 5 nm diameter have been obtained, with a ratio of signal to noise of the order of 10.
  • an interferometric method involves the implementation of precision installations, including bulky and heavy optical banks, necessary for precision, for the conservation of phase relationships between laser beams, necessary for the implementation evidence of the phenomenon of interference.
  • the object of the present invention is to overcome the drawbacks of the techniques of the prior art, in particular in terms of simplification of the necessary installations, with a view to achieving substantially facilitated industrialization.
  • Another object of the present invention is furthermore the implementation of a method and system for the optical detection of nano-objects, by local thermal photo detection, having a significantly increased sensitivity compared to the method of said interferometry thermal photo detection, the signal-to-noise ratio can be improved in a ratio 100, and the size of the detectable particles may be between 1 and 2 nm.
  • the process for the optical detection of nano-objects in a refractive medium, object of the present invention is remarkable in that it consists at least in illuminating at least one of the nano-objects and the refracting medium by means of a first wave IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 845-02-35 Electrical and magnetic data / Electromagnetic compatibility and modulated refractive index modulated refractive index variation in temperature and refractive index a zone in the vicinity of this nano-object, jointly illuminating this nano-object by means of a second coherent electromagnetic wave constituting a probe wave, to generate, by diffusion of this probe wave in this zone by the temperature profile and a refractive index, an emerging probe wave having at least one amplitude-modulated intensity component per beat at the modulation frequency of the first electromagnetic wave, detecting on the emerging electromagnetic wave this intensity component modulated in amplitude by beat, which allows to highlight and to represent this nano-object in the refractive medium.
  • the device for optical detection of nano-objects in a refractive medium, object of the present invention is remarkable in that it comprises at least one illumination resource of at least one of these nano-objects and the medium refracting to means of a first coherent electromagnetic wave modulated periodically in amplitude, so as to cause an absorption of electromagnetic energy and to induce a modulated refractive index variation of this refracting medium by temperature rise, according to a determined temperature profile and of a refractive index, in a zone in the vicinity of this nano-object, a resource of joint illumination of this nano-object, by means of a second coherent electromagnetic wave constituting a probe wave, to generate, by diffusion of this probe wave in this zone by the temperature and refractive index profile, an emerging probe wave having at least one intensity component amplitude modulated by beat at the modulation frequency of the first electromagnetic wave, and a detection module, on this emergent wave, of this intensity component modulated in amplitude by beat, which allows to highlight and to represent this nano-object in the refractive medium.
  • the method and device of the invention are applicable to the detection of absorbent or metallic nano-objects in an industrial or physiological refractive medium, with specific applications for the localization and representation of these nanoparticles in these media, in the field of physical chemistry, the sciences of matter and the detection of bio ⁇ molecules labeled in a physiological or intracellular medium.
  • FIG. 1 represents, by way of illustration, a flowchart, in the form of block diagrams, of the essential steps for implementing the method that is the subject of the present invention
  • FIG. 2a represents, by way of illustration, an exemplary implementation of an optical nano-object detection device according to the subject of the present invention
  • FIG. 2b represents, by way of illustration, a representation of an aggregate image of 67 gold atoms (1.4 nm) obtained by optical detection, thanks to the implementation of the method that is the subject of the present invention
  • FIG. 2c represents a histogram of the amplitude of the signal detected for a given number of intensity peaks of the image represented in FIG. 2b;
  • FIG. 3a represents the variation law of the detected signal as a function of the modulation frequency
  • FIG. 3b represents the law of variation of the absorption cross-section as a function of the size, the radius, of the nano-objects
  • FIG. 4a represents the dependence law of the detected signal as a function of the modulation frequency applied to the amplitude of the electromagnetic heating wave
  • FIG. 4b represents the dependence law of the detected signal as a function of the power of the electromagnetic heating wave
  • FIG. 5a represents the fluorescence image of a preparation of
  • FIG. 5b represents, by way of comparison, the image of the same preparation, obtained thanks to the implementation of the process which is the subject of this in which the quantum boxes are detected and highlighted.
  • n_ ⁇ j a plurality of nano-objects designated n_ ⁇ j are considered in a refractive medium.
  • the aforementioned nano-objects may be suspended in a liquid refractive medium, for example, placed on a transparent slide, as will be described later in the description.
  • the method of the invention comprises a step A to illuminate at least one of nano-objects and n_ ⁇ j of the refracting medium, using a first periodically modulated electromagnetic wave, denoted HB ( ⁇ ) in amplitude, so as to cause an electromagnetic energy absorption of the refractive medium and to induce a modulated variation of the refractive index of the latter by temperature rise.
  • HB first periodically modulated electromagnetic wave
  • the amplitude modulation of the first electromagnetic wave refers to an intensity modulation at a modulation pulse, denoted ⁇ .
  • the aforementioned illumination causes a determined profile of temperature and refractive index in a zone in the vicinity of the nano-object considered n_ ⁇ j.
  • the method according to the invention also consists in illuminating, in step B, the nano-object considered n_ ⁇ j by a second coherent electromagnetic wave, the second coherent electromagnetic wave mentioned above being intended to constitute a probe wave.
  • the above-mentioned probe wave makes it possible to generate, by diffusion of the latter, in the zone considered by the temperature and refractive index profile, an emergent probe wave denoted EPB ( ⁇ ) comprising at least one intensity component. amplitude modulated by beat at the modulation frequency of the first electromagnetic wave.
  • the probe wave PB is subjected to a phenomenon of diffusion or dispersion.
  • the method which is the subject of the invention then consists of a step C, of detecting on the emerald probe wave EPB ( ⁇ ) the amplitude intensity component modulated by beat.
  • EPB ( ⁇ ) which has a maximum in the vicinity of the nano-object considered in the neighborhood area of the latter.
  • a considered nano-object introduced into a homogeneous refractive medium when the latter is illuminated by the first amplitude-modulated coherent electromagnetic wave, behaves as a point source of heat with a thermal power of the form: Ph ⁇ at. [1 + cos ( ⁇ t)] (1)
  • is the modulation pulse of the first coherent electromagnetic wave and P hea t is the average power of the coherent electromagnetic wave absorbed.
  • the aforementioned point thermal source generates a temporal modulation of the refractive index in the vicinity of the nano-object considered according to a spatio-temporal profile given by the relation:
  • r denotes the distance to the center of the nano-object n_ ⁇ j
  • n denotes the refractive index of the refractive medium
  • Rt h - J 2 ⁇ / ⁇ n ' a length or radius characteristic of thermal diffusion
  • K designating the thermal conductivity of the refringent medium and C its specific heat volume.
  • the medium refractive variable refractive index in the zone near the nano-obj 'and considered causes, by a phenomenon of heterodyning between the incident probe beam PB reflected or transmitted and the coherent electromagnetic probe broadcast wave, beat frequency at the modulation pulse ⁇ , which can be detected by a conventional detection technique.
  • the detection of the beat amplitude modulated intensity component can be performed on the emerging probe wave reflected by the refracting medium or on the emerging probe wave transmitted by the refractive medium.
  • the above-mentioned conventional type detection techniques may advantageously comprise a synchronous detection, this detection process making it possible to reduce the noise level, and consequently to optimize the signal-to-noise ratio of the signal obtained, following the detection of the amplitude modulated intensity component per beat.
  • the method which is the subject of the present invention applies to the optical detection of nano-objects, whether these nano-objects are absorbent or metallic, such as aggregates of gold atoms, and it will be described later in the description.
  • the wavelength of the first coherent electromagnetic wave is chosen at a value close to the wavelength of the plasmon resonance of the nano-object under consideration.
  • the second An electromagnetic wave constituting a probe beam is focused in the area in the vicinity of the nano-object in a manner similar to the focusing of the first electromagnetic wave.
  • the first coherent electromagnetic wave at 532 nm was amplitude modulated at a frequency of about 1 Mhz.
  • the aforementioned wavelength, 532 nm is located in the vicinity of the plasmon resonance of the gold nanospheres. The latter under these conditions strongly absorb the electromagnetic energy of heating and behave accordingly as a source point at the origin of a local temperature variation modulated at the frequency ⁇ / 2 ⁇ r.
  • the temperature profile in the zone in the vicinity of each nano-object is spherically symmetrical and is characterized by the aforementioned length R th , mentioned above.
  • the superposition to the electromagnetic heating wave of the 633 nm probe coherent electromagnetic wave and their focusing in the vicinity of a gold nanosphere, that is, typically at a distance less than the length or radius thermal diffusion Rt h allows to introduce a disturbance on the propagation of the probe beam through the fluctuations modulated at the ⁇ pulse of the refractive index of the medium, induced by the heating produced by the nano-object.
  • the emergent probe wave consists of the interaction of a DC component with a very low intensity component modulated at the ⁇ pulse resulting from the diffusion of the EPB probe beam by the temperature profile in the vicinity of the nanoparticles. object.
  • the aforementioned tests made it possible to map samples comprising nano-objects of size 1 nm and thus to characterize the dependence of the detected signal on the various test parameters, such as heating power, modulation frequency, size of each nano-object, for example.
  • FIG. 2a A more detailed description of a device for optical detection of nano-objects in a refractive medium, in accordance with the subject of the present invention, will now be given with FIG. 2a.
  • the device for the optical detection of nano-objects in a refractive medium, object of the present invention comprises at least 1 illumination resources of at least one of the nano-objects n_ ⁇ j and of the refractive medium by means of a first coherent electromagnetic wave HB modulated periodically in amplitude at the ⁇ pulse.
  • This makes it possible to induce an electromagnetic energy absorption and to induce a modulated refractive index variation of the refractive medium by raising the temperature, according to a determined temperature and refractive index profile in an area in the vicinity of the nano- object considered, as previously mentioned in the description.
  • the device which is the subject of the invention furthermore comprises resources 2 for jointly illuminating the nano-object n_ ⁇ j considered by means of a second coherent electromagnetic wave PB constituting a probe wave, to generate in the zone in the vicinity of the nano-object object n_ ⁇ j by diffusion of this wave in this zone, by the aforementioned temperature and refractive index profile, an emergent probe wave EPB ( ⁇ ) comprising at least one amplitude intensity component modulated by beat at the frequency of modulation of the first electromagnetic wave.
  • EPB emergent probe wave
  • the device that is the subject of the invention comprises at least detection resources 3 on the emergent wave EPB ( ⁇ ) of the intensity component modulated in amplitude by beat. This procedure makes it possible to highlight and to represent the nano-object in the refractive medium according to an image of the refractive medium considered.
  • the illumination resource 1 by means of the first coherent electromagnetic wave comprises at least one generator 1o of a first laser beam constituting the first coherent electromagnetic wave to form a heating wave.
  • the laser generator 1 0 may advantageously consist of a Nd: Yag laser generator doubled at 532 nm.
  • the illumination resource 1 further comprises a focusing device, denoted I 2 , of the first laser beam constituting the first electromagnetic wave on the nano-objects in the refractive medium.
  • the modulation of the first to the pulsation ⁇ heating laser beam is performed by means of an acousto-optic modulator 1 03 which is controlled by a control generator, designated 3o in Figure 2a.
  • This generator delivers acousto-optic modulator control signals at the ⁇ pulse.
  • the acousto-optic modulator is a conventional type modulator and, for this reason, will not be described in detail.
  • the resource 2 for joint illumination of the nano-object under consideration via a second electromagnetic wave PB constituting the probe wave comprises at least one generator 2o of a second laser beam constituted for example by a laser
  • the second laser beam generated by the laser generator 20 is then focused on the nano-object considered in the refractive medium under the conditions below, represented in FIG. 2a.
  • the modulated heating wave HB ( ⁇ ) and the probe wave PB are superimposed by means of a dichroic mirror 1 i on a common optical path formed between the aforementioned dichroic mirror and a single common objective. ie by the lens 1 2 previously mentioned in the description constituting the focusing device.
  • the first laser beam HB is polarized rectilinearly because of the emission of the latter in a direction P perpendicular to the sheet of FIG. 2a for example.
  • the second laser beam constituting the probe wave is linearly polarized on emission by the laser source 20 in a second direction P 'contained for example in the plane of the sheet of FIG. 2a.
  • the polarization direction of the probe wave emitted by the laser source 20 is then transformed into a circular polarization PC in a plane orthogonal to the sheet of Figure 2a, through a ⁇ / 4 blade designated 022 in the aforementioned figure.
  • the aforementioned circular polarization is transmitted by the dichroic mirror.
  • a polarization separator device 2i formed by a polarization separator cube then makes it possible to restore the only emergent probe wave EPB ( ⁇ ) polarized in a direction P "orthogonal to the plane of the sheet of FIG. 2a constituting the third aforementioned direction.
  • polarization splitter device 20 i is placed on the optical path common to the emergent polarization wave polarized rectilinearly in the third direction P "and the polarized probe wave in the second direction P 1 .
  • the device according to the invention as represented in FIG. 2a finally comprises detection resources 3, which comprise at least one photodiode 3i receiving the emergent probe wave EPB ( ⁇ ).
  • the above-mentioned photodiode is advantageously constituted by a low-noise photodiode, the reception of the emergent probe wave EPB ( ⁇ ) being furthermore effected by means of a high-pass type filter 3- ⁇ o.
  • the detection resource further comprises, as shown in the aforementioned figure, a detection synchronization module receiving a detection signal delivered by the photodiode 3i and a synchronous detection control signal of the periodic amplitude modulation of the first beam. laser.
  • the modulation signal generator 3o delivers a signal representative of the periodic modulation ⁇ to a detection synchronization device 32, which makes it possible to ensure the synchronous detection of the signals delivered by the photodiode 3i for visualization by a system
  • the synchronization device 32 may be constituted by a synchronized amplifier for example.
  • the assembly constituted by the focusing device 1 2 and of course, the dichroic mirror 1 i, the laser generators 1 0 and 2o and the acousto-optical modulator optical components I 03 , dichroic mirror I 1 , blade 4/2 0 2 polarization splitter cube 20 i, high-pass filter 30 and photodiode 3-i are fixed.
  • the sample SA constituted by the preparation previously described, is advantageously placed on a three-dimensional piezoelectric table, for example, symbolized by the triad OXYZ.
  • An estimate of the detected signal measured by synchronous detection was obtained by using the scattering theory in a variable dielectric medium, to calculate the electromagnetic field scattered by the refractive index profile obtained in the vicinity of each nano-object and defined by relation 2 previously mentioned.
  • the beat at the pulse ⁇ between the reference probe wave PB and the scattered probe wave leads to a beat energy S at the synchronous detector which satisfies the following relationship and comprises two terms in quadrature:
  • a denotes a form factor close to unity
  • lin c denotes the intensity of the incident second coherent electromagnetic wave, that is to say the laser beam constituting the probe wave
  • P r ⁇ f denotes the power of the second electromagnetic wave constituting the emergent probe wave, reflected in the experimental conditions;
  • f k ( ⁇ ) and g ⁇ ⁇ ( ⁇ ) are two dimensionless functions that depend on the modulation pulse and the thermal diffusivity of the refractive medium.
  • the characteristic heat diffusion length or radius R th is greater than the focusing diameter of the probe beam or wave and the component f k ( ⁇ ) / ⁇ in phase with the modulation applied to the heating beam is preponderant.
  • the quadrature component g ⁇ ⁇ ( ⁇ ) / ⁇ becomes preponderant and decreases as 1 / ⁇ .
  • the sign ⁇ designates the proportionality of the demodulated signal S d em and ls ( ⁇ f) denotes the square of the amplitude of the signal of
  • FIG. 4a represents the evolution of the detected signal as a function of the frequency ⁇ / 2 ⁇ of the modulation of the heating wave.
  • the dashed curve represents the evolution of the component of the signal detected in phase with the modulation of the heating wave.
  • the dashed line represents the evolution of the signal component detected in quadrature phase with the modulation of the heating wave.
  • the solid curve represents the total amplitude of the detected signal.
  • FIG. 4b represents the linear dependence of the signal as a function of the thermal power Pheat expressed in milliwatts.
  • the amplitude of the signal is given in relative amplitude a.u. for "absolute unit”.
  • An additional increase in thermal power is not followed by saturation but leads to fluctuations in the amplitude of the detected signal, and, if necessary, to irreversible damage to the particle.
  • FIG. 2b it is indicated that the method and the device that are the subject of the present invention make it possible to detect nano-objects formed by metal particles of dimension as small as 1.4 nm in diameter with a SNR signal-to-noise ratio. > 10.
  • a probe wave at 720 nm Ti Sa laser and a heating beam at 532 nm Nd: Yag laser doubled, whose intensity was modulated at a pulse corresponding to a frequency between 100 kHz and 15 MHz by the acousto-optic modulator, have been implemented.
  • the power of the heating beam was in the range of 1 mW to 3.5 mW depending on the size of the nano-object to be detected.
  • An image of the SA sample was formed by moving the aforementioned sample relative to the first and second fixed focused beams through the 2D table.
  • SA samples were prepared, as previously mentioned, from a solution of gold particles of diameter 1, 4 nm, 2 nm, 5 nm, 10 nm, 20 nm, 33 nm, 20 nm, 33 nm or 75 nm.
  • FIG. 2b gives a three-dimensional representation of a heterodyned photothermal image, obtained in accordance with the implementation of the method and device that is the subject of the invention, for aggregates of gold atoms of 1.4 nm.
  • the image revealed the absence of background noise introduced by the substrate, which indicates that the detected signal comes only from the absorbent objects in the sample, that is to say aggregates of gold particles. These were detected with a relatively low thermal power, of the order of 3.5 nW, and a remarkable signal-to-noise ratio, greater than 10.
  • the histogram of the signal amplitude for 272 intensity peaks of the image of FIG. 2b and shown in FIG. 2c shows that the luminous intensity amplitude peaks emanate from the nano-objects themselves.
  • the capture section of the aforementioned aggregates is at most of the order of 10 '15 cm 2 section comparable to that of good fluorophores or nano-crystals CbSe / ZnS. Their relaxation time is very short.
  • luminescent semiconductor nanocrystals or fluorescent molecules have emission relaxation times of the order of one nanosecond, which makes the latter difficult to detect by absorption.
  • the semiconductor nano-crystals no longer exhibit a luminescence phenomenon.
  • the method and the device, objects of the present invention allow the detection of nano-objects whose emission relaxation time is short.
  • FIG. 5a represents the fluorescent image of quantum dots of
  • FIG. 5b there is shown an image of the same region obtained thanks to the implementation of the method and device that is the subject of the present invention, at an excitation intensity of 5 MW / cm 2 , for which quantum boxes are no longer luminescent.
  • a nano-object formed by a gold particle of 5 nm in diameter can be detected with a signal-to-noise ratio> 100, for a heating power of 1 mW.
  • the local temperature increase can be estimated at 4 K in an aqueous solution.
  • the method and device objects of the present invention can detect and represent by electronic image very small gold particles or nano-objects, while induced local warming can be made substantially less than 1 K, above the temperature average of the sample.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

The invention concerns a method and a system for optical detection of nano-objects in a light-refracting medium. It consists in illuminating (A) a nano-object (n-oi) and the light-refracting medium with a heating coherent periodically amplitude-modulated electromagnetic wave (HB(O)), to generate a specific temperature and refractive index profile in the vicinity of the nano-object, and with a probe coherent (PB) electromagnetic wave to generate an emerging electromagnetic wave (EPB(O)) comprising at least one component beat modulated in amplitude at the modulation frequency of the heating coherent wave; detecting (C) on the emerging wave (EPB(O)) the intensity component beat modulated in amplitude, to isolate and represent said nano-object in the light-refracting medium. The invention is useful for detecting nano-objects in an industrial, physiological or intracellular light-refracting medium.

Description

Procédé et système de détection optique de nano-obiets dans un milieu réfringent.Method and system for optically detecting nano-objects in a refractive medium

L'invention concerne un procédé et un système de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent.The invention relates to a method and a system for optical detection of nano-objects in a refractive medium.

Dans le domaine technique des nano-sciences, dans lequel la dimension des objets est essentielle et caractérise ces derniers, des méthodes ou procédés permettant de visualiser ces objets sont primordiales.In the technical field of nano-sciences, in which the dimension of the objects is essential and characterizes the latter, methods or processes making it possible to visualize these objects are essential.

Les techniques optiques utilisées dans ce but à l'heure actuelle sont basées sur le phénomène de luminescence. Des molécules fluorescentes ont été étudiées, mises en évidence et sont utilisées couramment dans le domaine des sciences de la vie.The optical techniques used for this purpose at present are based on the phenomenon of luminescence. Fluorescent molecules have been studied, highlighted and are commonly used in the field of life sciences.

Les molécules fluorescentes précitées ne permettent toutefois que des durées d'observation courtes, en raison du phénomène de photo blanchiment.The aforementioned fluorescent molecules, however, allow only short observation times, due to the phenomenon of photo whitening.

Le développement d'objets luminescents plus intenses et plus stables a remédié partiellement aux inconvénients précités, mais au prix de l'introduction d'un phénomène de clignotement important.The development of more intense and stable luminescent objects has partially remedied the aforementioned drawbacks, but at the expense of the introduction of a significant flicker phenomenon.

Une autre technique utilise les propriétés d'absorption des objets.Another technique uses the absorption properties of objects.

A la température de l'hélium liquide, des molécules isolées ont été détectées en premier lieu par une technique d'absorption à partir du facteur de qualité élevé de la ligne de phonon zéro qui présente une section d'absorption très importante, quelques 10"11 cm2, à la résonance.At the temperature of liquid helium, isolated molecules were first detected by an absorption technique from the high quality factor of the phonon line zero which has a very large absorption section, some 10 ". 11 cm 2 , at resonance.

Des ions ou des atomes isolés dans des pièges rf (radio fréquence) ou des cavités à haut facteur de qualité, ont été détectés par absorption d'un faisceau de sonde.Isolated ions or atoms in RF (radio frequency) traps or high quality factor cavities were detected by absorption of a probe beam.

D'une manière générale, les particules présentant une grande section d'absorption et des intervalles temporels courts entre événements d'absorption successifs sont susceptibles d'être soumises avec succès à une détection par des méthodes d'absorption.In general, particles having a large absorption section and short time intervals between successive absorption events are likely to be successfully subjected to detection by absorption methods.

Plus récemment, un procédé de détection de ce type de particules a été développé pour des particules métalliques. Des particules métalliques de l'ordre du nanomètre, excitées au voisinage de leur résonance plasmon par une onde électromagnétique, présentent une section d'absorption relativement importante, de l'ordre de 8 10~14 cm2 pour une particule de 5 nm de diamètre, et un temps de relaxation électron-phonon rapide, de l'ordre d'une pico-seconde. En raison du fait que le phénomène de luminescence de ces particules est extrêmement faible, la quasi-totalité de l'énergie électromagnétique absorbée est transformée en chaleur. L'élévation de la température induite provoque une variation de l'indice de réfraction local. Le procédé plus récent précité met en œuvre une technique de contraste d'interférence en lumière polarisée, permettant de détecter cet effet photo thermique local et d'afficher des images de particules d'or de 5 nm de diamètre ont été obtenues, avec un rapport signal à bruit de l'ordre de 10.More recently, a method of detecting such particles has been developed for metal particles. Nanometer-sized metal particles, excited in the vicinity of their plasmon resonance by an electromagnetic wave, have a relatively large absorption section, of the order of 8 × 10 -14 cm 2 for a particle of 5 nm in diameter. , and a fast electron-phonon relaxation time, of the order of one pico-second. Due to the fact that the luminescence phenomenon of these particles is extremely low, almost all the electromagnetic energy absorbed is converted into heat. The rise in the induced temperature causes a variation of the local refractive index. The aforementioned more recent method employs a polarized light interference contrast technique to detect this local thermal photo effect and to display images of gold particles of 5 nm diameter have been obtained, with a ratio of signal to noise of the order of 10.

Pour une description plus détaillée du procédé précité, on pourra utilement se reporter à l'article intitulé Photo thermal Imaging of Nanometer-Sized Métal Particles Among Scatterers publié le 16 août 2002, Volume 297, pp 1160- 1163, Science par David Boyer, Philippe Tamarat, Abdelhamid Maali, Brahim Lounis, Michel Orrit, Editeur : American Association for the Advancement of Science. Le procédé précité donne satisfaction.For a more detailed description of the above-mentioned method, reference may be made to the article entitled Thermal Imaging of Nanometer-Sized Metal Particles Among Scatterers published on August 16, 2002, Volume 297, pp 1160-1163, Science by David Boyer, Philippe Tamarat, Abdelhamid Maali, Brahim Lounis, Michel Orrit, Publisher: American Association for the Advancement of Science. The aforementioned method gives satisfaction.

Toutefois, mettant en œuvre un procédé interférométrique, il implique la mise en œuvre d'installations de précision, notamment de bancs optiques encombrants et lourds, nécessaires à la précision, pour la conservation des relations de phase entre faisceaux laser, nécessaire à la mise en évidence du phénomène d'interférence.However, implementing an interferometric method, it involves the implementation of precision installations, including bulky and heavy optical banks, necessary for precision, for the conservation of phase relationships between laser beams, necessary for the implementation evidence of the phenomenon of interference.

Ce type d'installation apparaît peu propice à une mise en œuvre aisée d'installations industrielles, ou même de laboratoires.This type of installation appears not conducive to easy implementation of industrial facilities, or even laboratories.

La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients des techniques de l'art antérieur, notamment en termes de simplification des installations nécessaires, en vue d'aboutir à une industrialisation sensiblement facilitée.The object of the present invention is to overcome the drawbacks of the techniques of the prior art, in particular in terms of simplification of the necessary installations, with a view to achieving substantially facilitated industrialization.

Un autre objet de la présente invention, est en outre la mise en œuvre d'un procédé et d'un système de détection optique de nano-objets, par détection photo thermique locale, présentant une sensibilité augmentée de manière significative par rapport au procédé de détection photo thermique par interférométrie précité, le rapport signal à bruit pouvant être amélioré dans un rapport 100, et la dimension des particules susceptibles d'être détectées pouvant être comprise entre 1 et 2 nm. Le procédé de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il consiste au moins à illuminer au moins un des nano-objets et le milieu réfringent au moyen d'une première onde électromagnétique cohérente modulée périodiquement en amplitude, de façon à provoquer une absorption d'énergie électromagnétique et à induire une variation modulée d'indice de réfraction du milieu réfringent par élévation de température, selon un profil déterminé de température et d'indice de réfraction, dans une zone au voisinage de ce nano-objet, illuminer conjointement ce nano-objet au moyen d'une deuxième onde électromagnétique cohérente, constituant une onde de sonde, pour engendrer, par diffusion de cette onde de sonde dans cette zone par le profil de température et d'indice de réfraction, une onde de sonde émergeante comportant au moins une composante d'intensité modulée en amplitude par battement à la fréquence de modulation de la première onde électromagnétique, détecter sur l'onde électromagnétique émergeante cette composante d'intensité modulée en amplitude par battement, ce qui permet de mettre en évidence et de représenter ce nano-objet dans le milieu réfringent.Another object of the present invention is furthermore the implementation of a method and system for the optical detection of nano-objects, by local thermal photo detection, having a significantly increased sensitivity compared to the method of said interferometry thermal photo detection, the signal-to-noise ratio can be improved in a ratio 100, and the size of the detectable particles may be between 1 and 2 nm. The process for the optical detection of nano-objects in a refractive medium, object of the present invention, is remarkable in that it consists at least in illuminating at least one of the nano-objects and the refracting medium by means of a first wave IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 845-02-35 Electrical and magnetic data / Electromagnetic compatibility and modulated refractive index modulated refractive index variation in temperature and refractive index a zone in the vicinity of this nano-object, jointly illuminating this nano-object by means of a second coherent electromagnetic wave constituting a probe wave, to generate, by diffusion of this probe wave in this zone by the temperature profile and a refractive index, an emerging probe wave having at least one amplitude-modulated intensity component per beat at the modulation frequency of the first electromagnetic wave, detecting on the emerging electromagnetic wave this intensity component modulated in amplitude by beat, which allows to highlight and to represent this nano-object in the refractive medium.

Le dispositif de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent, objet de la présente invention, est remarquable en ce qu'il comporte au moins une ressource d'illumination d'au moins un de ces nano-objets et du milieu réfringent au moyen d'une première onde électromagnétique cohérente modulée périodiquement en amplitude, de façon à provoquer une absorption d'énergie électromagnétique et à induire une variation modulée d'indice de réfraction de ce milieu réfringent par élévation de température, selon un profil déterminé de température et d'indice de réfraction, dans une zone au voisinage de ce nano-objet, une ressource d'illumination conjointe de ce nano-objet, au moyen d'une deuxième onde électromagnétique cohérente, constituant une onde de sonde, pour engendrer, par diffusion de cette onde de sonde dans cette zone par le profil de température et d'indice de réfraction, une onde de sonde émergeante comportant au moins une composante d'intensité modulée en amplitude par battement à la fréquence de modulation de la première onde électromagnétique, et un module de détection, sur cette onde émergeante, de cette composante d'intensité modulée en amplitude par battement, ce qui permet de mettre en évidence et de représenter ce nano-objet dans le milieu réfringent. Le procédé et Ie dispositif objets de l'invention trouvent application à la détection de nano-objets absorbants ou métalliques dans un milieu réfringent industriel ou physiologique, avec des applications spécifiques à la localisation et à la représentation de ces nano-particules dans ces milieux, dans le domaine de la chimie physique, des sciences de la matière et de la détection des bio¬ molécules marquées en milieu physiologique ou intra-cellulaire.The device for optical detection of nano-objects in a refractive medium, object of the present invention, is remarkable in that it comprises at least one illumination resource of at least one of these nano-objects and the medium refracting to means of a first coherent electromagnetic wave modulated periodically in amplitude, so as to cause an absorption of electromagnetic energy and to induce a modulated refractive index variation of this refracting medium by temperature rise, according to a determined temperature profile and of a refractive index, in a zone in the vicinity of this nano-object, a resource of joint illumination of this nano-object, by means of a second coherent electromagnetic wave constituting a probe wave, to generate, by diffusion of this probe wave in this zone by the temperature and refractive index profile, an emerging probe wave having at least one intensity component amplitude modulated by beat at the modulation frequency of the first electromagnetic wave, and a detection module, on this emergent wave, of this intensity component modulated in amplitude by beat, which allows to highlight and to represent this nano-object in the refractive medium. The method and device of the invention are applicable to the detection of absorbent or metallic nano-objects in an industrial or physiological refractive medium, with specific applications for the localization and representation of these nanoparticles in these media, in the field of physical chemistry, the sciences of matter and the detection of bio¬ molecules labeled in a physiological or intracellular medium.

Ils seront mieux compris à la lecture de la description ci-après et à l'observation des dessins, dans lesquels :They will be better understood on reading the description below and on the observation of the drawings, in which:

- la figure 1 représente, à titre illustratif, un organigramme, sous forme de schémas blocs, des étapes essentielles de mise en œuvre du procédé objet de la présente invention ;FIG. 1 represents, by way of illustration, a flowchart, in the form of block diagrams, of the essential steps for implementing the method that is the subject of the present invention;

- la figure 2a représente, à titre illustratif, un exemple de mise en œuvre d'un dispositif de détection optique de nano-objets conforme à l'objet de la présente invention ; - la figure 2b représente, à titre illustratif, une représentation d'une image d'agrégats de 67 atomes d'or (1 ,4 nm) obtenue par détection optique, grâce à la mise en œuvre du procédé objet de la présente invention ;FIG. 2a represents, by way of illustration, an exemplary implementation of an optical nano-object detection device according to the subject of the present invention; FIG. 2b represents, by way of illustration, a representation of an aggregate image of 67 gold atoms (1.4 nm) obtained by optical detection, thanks to the implementation of the method that is the subject of the present invention;

- la figure 2c représente un histogramme de l'amplitude du signal détecté pour un nombre donné de pics d'intensité de l'image représentée en figure 2b ;FIG. 2c represents a histogram of the amplitude of the signal detected for a given number of intensity peaks of the image represented in FIG. 2b;

- la figure 3a représente la loi de variation du signal détecté en fonction de la fréquence de modulation ;FIG. 3a represents the variation law of the detected signal as a function of the modulation frequency;

- la figure 3b représente la loi de variation de la section droite d'absorption en fonction de la taille, le rayon, des nano-objets ; - la figure 4a représente la loi de dépendance du signal détecté en fonction de la fréquence de modulation appliquée à l'amplitude de l'onde électromagnétique de chauffage ;FIG. 3b represents the law of variation of the absorption cross-section as a function of the size, the radius, of the nano-objects; FIG. 4a represents the dependence law of the detected signal as a function of the modulation frequency applied to the amplitude of the electromagnetic heating wave;

- la figure 4b représente la loi de dépendance du signal détecté en fonction de la puissance de l'onde électromagnétique de chauffage ; - la figure 5a représente l'image par fluorescence d'une préparation deFIG. 4b represents the dependence law of the detected signal as a function of the power of the electromagnetic heating wave; FIG. 5a represents the fluorescence image of a preparation of

CdSe/ZnS colloïdal contenant des boîtes quantiques et excitée par une onde électromagnétique de chauffage à très faible densité de puissance ;Colloidal CdSe / ZnS containing quantum boxes and excited by an electromagnetic heating wave with very low power density;

- la figure 5b représente, à titre comparatif, l'image de la même préparation, obtenue grâce à la mise en œuvre du procédé objet de la présente invention, dans laquelle les boîtes quantiques sont détectée et mises en évidence.FIG. 5b represents, by way of comparison, the image of the same preparation, obtained thanks to the implementation of the process which is the subject of this in which the quantum boxes are detected and highlighted.

Une description plus détaillée du procédé de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent, objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaision avec la figure 1.A more detailed description of the process for the optical detection of nano-objects in a refractive medium, object of the present invention, will now be given in connection with FIG.

En référence à la figure précitée, on considère une pluralité de nano- objets désignés n_θj dans un milieu réfringent. Les nano-objets précités peuvent être en suspension dans un milieu réfringent liquide, par exemple, placés sur une lame porte-objet transparente, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.With reference to the above-mentioned figure, a plurality of nano-objects designated n_θj are considered in a refractive medium. The aforementioned nano-objects may be suspended in a liquid refractive medium, for example, placed on a transparent slide, as will be described later in the description.

Le procédé objet de l'invention est remarquable en ce qu'il consiste en une étape A à illuminer au moins l'un des nano-objets n_θj et le milieu réfringent, à l'aide d'une première onde électromagnétique modulée périodiquement, notée HB(Ω ) en amplitude, de façon à provoquer une absorption d'énergie électromagnétique du milieu réfringent et à induire une variation modulée d'indice de réfraction de ce dernier par élévation de température. The method of the invention is noteworthy in that it comprises a step A to illuminate at least one of nano-objects and n_θj of the refracting medium, using a first periodically modulated electromagnetic wave, denoted HB (Ω) in amplitude, so as to cause an electromagnetic energy absorption of the refractive medium and to induce a modulated variation of the refractive index of the latter by temperature rise.

La modulation d'amplitude de la première onde électromagnétique s'entend d'une modulation d'intensité à une pulsation de modulation, notée Ω .The amplitude modulation of the first electromagnetic wave refers to an intensity modulation at a modulation pulse, denoted Ω.

En conséquence, l'illumination précitée provoque un profil déterminé de température et d'indice de réfraction dans une zone au voisinage du nano-objet considéré n_θj.As a result, the aforementioned illumination causes a determined profile of temperature and refractive index in a zone in the vicinity of the nano-object considered n_θj.

Le procédé objet de l'invention consiste également à illuminer conjointement à l'étape B le nano-objet considéré n_θj par une deuxième onde électromagnétique cohérente, la deuxième onde électromagnétique cohérente précitée étant destinée à constituer une onde de sonde.The method according to the invention also consists in illuminating, in step B, the nano-object considered n_θj by a second coherent electromagnetic wave, the second coherent electromagnetic wave mentioned above being intended to constitute a probe wave.

L'onde de sonde précitée permet d'engendrer par diffusion de cette dernière, dans la zone considérée par le profil de température et d'indice de réfraction, une onde de sonde émergente notée EPB(Ω ) comportant au moins une composante d'intensité modulée en amplitude par battement à la fréquence de modulation de la première onde électromagnétique.The above-mentioned probe wave makes it possible to generate, by diffusion of the latter, in the zone considered by the temperature and refractive index profile, an emergent probe wave denoted EPB (Ω) comprising at least one intensity component. amplitude modulated by beat at the modulation frequency of the first electromagnetic wave.

On comprend, en particulier, qu'en raison de la variation modulée d'indice de réfraction du milieu réfringent l'onde de sonde PB est soumise à un phénomène de diffusion ou de dispersion. Le procédé objet de l'invention consiste ensuite en une étape C, à détecter sur l'onde de sonde émergante EPB(Ω ) la composante d'intensité modulée en amplitude par battement.It is understood, in particular, that because of the modulated variation of refractive index of the refractive medium, the probe wave PB is subjected to a phenomenon of diffusion or dispersion. The method which is the subject of the invention then consists of a step C, of detecting on the emerald probe wave EPB (Ω) the amplitude intensity component modulated by beat.

• On comprend ainsi que la détection précitée permet de mettre en évidence et de représenter le nano-objet n_Oj dans le milieu réfringent selon une image In-Oj par la variation d'intensité lumineuse de l'onde de sonde émergenteIt is thus understood that the above-mentioned detection makes it possible to highlight and to represent the nano-object n_Oj in the refractive medium according to an image I n- Oj by the variation of light intensity of the emerging probe wave.

EPB(Ω ), laquelle présente un maximum au voisinage du nano-objet considéré dans la zone de voisinage de ce dernier.EPB (Ω), which has a maximum in the vicinity of the nano-object considered in the neighborhood area of the latter.

La combinaison des processus physiques mis en jeu par le procédé objet de la présente invention est expliquée ci-après. Un nano-objet considéré introduit dans un milieu réfringent homogène, lorsque ce dernier est illuminé par la première onde électromagnétique cohérente modulée en amplitude, se comporte comme une source ponctuelle de chaleur avec une puissance thermique de la forme : Phβat . [1 + cos(Ωt)] (1 )The combination of the physical processes involved by the method object of the present invention is explained below. A considered nano-object introduced into a homogeneous refractive medium, when the latter is illuminated by the first amplitude-modulated coherent electromagnetic wave, behaves as a point source of heat with a thermal power of the form: Phβat. [1 + cos (Ωt)] (1)

Dans cette relation Ω est la pulsation de modulation de la première onde électromagnétique cohérente et Pheat la puissance moyenne de l'onde électromagnétique cohérente absorbée.In this relation Ω is the modulation pulse of the first coherent electromagnetic wave and P hea t is the average power of the coherent electromagnetic wave absorbed.

La source thermique ponctuelle précitée engendre une modulation temporelle de l'indice de réfraction au voisinage du nano-objet considéré selon un profil spatio-temporel donné par la relation :The aforementioned point thermal source generates a temporal modulation of the refractive index in the vicinity of the nano-object considered according to a spatio-temporal profile given by the relation:

Dans la relation précitée : r désigne la distance au centre du nano-objet n_θj ; n désigne l'indice de réfraction du milieu réfringent ;In the aforementioned relation: r denotes the distance to the center of the nano-object n_θj; n denotes the refractive index of the refractive medium;

^- désigne la dérivée partielle de l'indice de réfraction en fonction de la température, de l'ordre de 10'4/K ;denotes the partial derivative of the refractive index as a function of temperature, of the order of 10 -4 / K;

Rth - J/^n 'a longueur ou rayon caractéristique de diffusion thermique, K désignant la conductivité thermique du milieu réfringent et C sa chaleur massique volumique. Dans ces conditions, le faisceau de sonde se propageant dans la zone au voisinage de la particule illuminée, et, bien entendu dans le milieu réfringent correspondant d'indice de réfraction modulé, selon le profil d'indice de réfraction correspondant, engendre une onde électromagnétique de sonde diffusée comportant des bandes latérales décalées en fréquence de la valeur de fréquence de modulation d'amplitude, de la première onde électromagnétique cohérente.Rt h - J / ^ n ' a length or radius characteristic of thermal diffusion, K designating the thermal conductivity of the refringent medium and C its specific heat volume. Under these conditions, the probe beam propagating in the zone in the vicinity of the illuminated particle, and of course in the corresponding refractive medium of modulated refractive index, according to the corresponding refractive index profile, generates an electromagnetic wave diffused probe having frequency offset frequency sidebands of the amplitude modulation frequency value of the first coherent electromagnetic wave.

Le milieu réfringent d'indice de réfraction variable dans la zone au voisinage du nano-obj'et considéré provoque, par un phénomène d'hétérodynage entre le faisceau de sonde incident PB réfléchi ou transmis et l'onde électromagnétique cohérente de sonde diffusée, une fréquence de battement à la pulsation de modulation Ω , laquelle peut être détectée par une technique de détection classique.The medium refractive variable refractive index in the zone near the nano-obj 'and considered causes, by a phenomenon of heterodyning between the incident probe beam PB reflected or transmitted and the coherent electromagnetic probe broadcast wave, beat frequency at the modulation pulse Ω, which can be detected by a conventional detection technique.

En conséquence, la détection de la composante d'intensité modulée en amplitude par battement peut être effectuée sur l'onde de sonde émergente réfléchie par le milieu réfringent ou sur l'onde de sonde émergente transmise par le milieu réfringent.Accordingly, the detection of the beat amplitude modulated intensity component can be performed on the emerging probe wave reflected by the refracting medium or on the emerging probe wave transmitted by the refractive medium.

Les techniques de détection de type classique précitées peuvent comporter avantageusement une détection synchrone, ce processus de détection permettant de réduire le niveau de bruit, et, en conséquence, d'optimiser le rapport signal à bruit du signal obtenu, suite à la détection de la composante d'intensité modulée en amplitude par battement.The above-mentioned conventional type detection techniques may advantageously comprise a synchronous detection, this detection process making it possible to reduce the noise level, and consequently to optimize the signal-to-noise ratio of the signal obtained, following the detection of the amplitude modulated intensity component per beat.

D'une manière générale, on indique que le procédé objet de la présente invention s'applique à la détection optique de nano-objets, que ces nano-objets soient absorbants ou métalliques, tels que des agrégats d'atomes d'or, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.In general, it is indicated that the method which is the subject of the present invention applies to the optical detection of nano-objects, whether these nano-objects are absorbent or metallic, such as aggregates of gold atoms, and it will be described later in the description.

Lorsque les nano-objets sont métalliques, ainsi que, par exemple, lorsque des particules métalliques de diamètre de quelques nanomètres sont utilisées pour assurer le marquage de cellules dans un milieu intra-cellulaire, la longueur d'onde de la première onde électromagnétique cohérente est choisie à une valeur voisine de la longueur d'onde de la résonance plasmon du nano-objet considéré.When the nano-objects are metallic, as well as, for example, when metal particles of diameter of a few nanometers are used to ensure the labeling of cells in an intracellular medium, the wavelength of the first coherent electromagnetic wave is chosen at a value close to the wavelength of the plasmon resonance of the nano-object under consideration.

Dans tous les cas, quel que soit le type de nano-objet soumis à détection, conformément au procédé objet de la présente invention, la deuxième onde électromagnétique constituant un faisceau de sonde est focalisée dans la zone au voisinage du nano-objet de manière semblable à la focalisation de la première onde électromagnétique.In any case, whatever the type of nano-object subjected to detection, in accordance with the method which is the subject of the present invention, the second An electromagnetic wave constituting a probe beam is focused in the area in the vicinity of the nano-object in a manner similar to the focusing of the first electromagnetic wave.

Des essais ont été effectués dans les conditions ci-après. Des nano-sphères métalliques, nanosphères d'or, ont été diluées en solution aqueuse de PVOH (2% en masse) et déposées sur une lamelle porte- objet de microscope par la technique dite de « Spincoating ». La densité surfacique obtenue, inférieure à 1 μm"2, était suffisamment faible pour que l'on dispose en moyenne de moins d'une particule par tâche d'Airy au point de focalisation des ondes électromagnétiques cohérentes.Tests were carried out under the conditions below. Metallic nano-spheres, gold nanospheres, were diluted in an aqueous solution of PVOH (2% by weight) and deposited on a microscope slide by the so-called "Spincoating" technique. The surface density obtained, less than 1 .mu.m.sup.- 2 , was sufficiently low that on average there was less than one particle per Airy spot at the focal point of the coherent electromagnetic waves.

La première onde électromagnétique cohérente à 532 nm était modulée en amplitude à une fréquence de l'ordre 1 Mhz. La longueur d'onde précitée, 532 nm, est située au voisinage de la résonance plasmon des nanosphères d'or. Ces dernières dans ces conditions absorbent fortement l'énergie électromagnétique de chauffage et se comportent en conséquence comme un point source à l'origine d'une variation locale de température modulée à la fréquence Ω/2τr .The first coherent electromagnetic wave at 532 nm was amplitude modulated at a frequency of about 1 Mhz. The aforementioned wavelength, 532 nm, is located in the vicinity of the plasmon resonance of the gold nanospheres. The latter under these conditions strongly absorb the electromagnetic energy of heating and behave accordingly as a source point at the origin of a local temperature variation modulated at the frequency Ω / 2τr.

En outre, afin de disposer d'un milieu réfringent modélisable du point de vue de ses propriétés physiques, une couche d'huile de silicone (30 000 mPa.s) d'indice de réfraction n = 1 ,4 était déposée sur l'échantillon.In addition, in order to have a refracting medium that can be modeled from the point of view of its physical properties, a layer of silicone oil (30,000 mPa.s) of refractive index n = 1, 4 was deposited on the sample.

Dans ces conditions, le profil de température dans la zone au voisinage de chaque nano-objet est à symétrie sphérique et est caractérisé par la longueur Rth précitée, précédemment mentionnée. La superposition à l'onde électromagnétique de chauffage de l'onde électromagnétique cohérente de sonde à 633 nm et leur focalisation au voisinage d'une nanosphère d'or, c'est-à- dire typiquement à une distance inférieure à la longueur ou rayon de diffusion thermique Rth, permet d'introduire une perturbation sur la propagation du faisceau de sonde par l'intermédiaire des fluctuations modulées à la pulsation Ω de l'indice de réfraction du milieu, induites par le chauffage produit par le nano-objet. Ainsi, l'onde de sonde émergente est constituée de l'interaction d'une composante continue avec une composante de très faible intensité modulée à la pulsation Ω issue de la diffusion du faisceau de sonde EPB par le profil de température au voisinage du nano-objet. Les essais précités ont permis de cartographier des échantillons comportant des nano-objets de taille 1 nm et de caractériser ainsi la dépendance du signal détecté vis-à-vis des différents paramètres d'essais, tels que puissance de chauffage, fréquence de modulation, taille de chaque nano-objet, par exemple.Under these conditions, the temperature profile in the zone in the vicinity of each nano-object is spherically symmetrical and is characterized by the aforementioned length R th , mentioned above. The superposition to the electromagnetic heating wave of the 633 nm probe coherent electromagnetic wave and their focusing in the vicinity of a gold nanosphere, that is, typically at a distance less than the length or radius thermal diffusion Rt h , allows to introduce a disturbance on the propagation of the probe beam through the fluctuations modulated at the Ω pulse of the refractive index of the medium, induced by the heating produced by the nano-object. Thus, the emergent probe wave consists of the interaction of a DC component with a very low intensity component modulated at the Ω pulse resulting from the diffusion of the EPB probe beam by the temperature profile in the vicinity of the nanoparticles. object. The aforementioned tests made it possible to map samples comprising nano-objects of size 1 nm and thus to characterize the dependence of the detected signal on the various test parameters, such as heating power, modulation frequency, size of each nano-object, for example.

Une description plus détaillée d'un dispositif de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent, conforme à l'objet de la présente invention, sera maintenant donnée avec la figure 2a.A more detailed description of a device for optical detection of nano-objects in a refractive medium, in accordance with the subject of the present invention, will now be given with FIG. 2a.

Ainsi que représenté sur la figure précitée, le dispositif de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent, objet de la présente invention, comporte au moins des ressources 1 d'illumination d'au moins l'un des nano- objets n_θj et du milieu réfringent par l'intermédiaire d'une première onde électromagnétique cohérente HB modulée périodiquement en amplitude à la pulsation Ω . Ceci permet de provoquer une absorption d'énergie électromagnétique et d'induire une variation modulée d'indice de réfraction du milieu réfringent par élévation de température, selon un profil déterminé de température et d'indice de réfraction dans une zone au voisinage du nano-objet considéré, ainsi que mentionné précédemment dans la description.As shown in the above-mentioned figure, the device for the optical detection of nano-objects in a refractive medium, object of the present invention, comprises at least 1 illumination resources of at least one of the nano-objects n_θj and of the refractive medium by means of a first coherent electromagnetic wave HB modulated periodically in amplitude at the Ω pulse. This makes it possible to induce an electromagnetic energy absorption and to induce a modulated refractive index variation of the refractive medium by raising the temperature, according to a determined temperature and refractive index profile in an area in the vicinity of the nano- object considered, as previously mentioned in the description.

Le dispositif objet de l'invention comporte en outre des ressources 2 d'illumination conjointe du nano-objet n_θj considéré au moyen d'une deuxième onde électromagnétique cohérente PB, constituant une onde de sonde, pour engendrer dans la zone au voisinage du nano-objet n_θj par diffusion de cette onde dans cette zone, par le profil de température et d'indice de réfraction précité, une onde de sonde émergente EPB(Ω ) comportant au moins une composante d'intensité modulée en amplitude par battement à la fréquence de modulation de la première onde électromagnétique.The device which is the subject of the invention furthermore comprises resources 2 for jointly illuminating the nano-object n_θj considered by means of a second coherent electromagnetic wave PB constituting a probe wave, to generate in the zone in the vicinity of the nano-object object n_θj by diffusion of this wave in this zone, by the aforementioned temperature and refractive index profile, an emergent probe wave EPB (Ω) comprising at least one amplitude intensity component modulated by beat at the frequency of modulation of the first electromagnetic wave.

Enfin, le dispositif objet de l'invention comporte au moins des ressources 3 de détection sur l'onde émergente EPB(Ω ) de la composante d'intensité modulée en amplitude par battement. Ce mode opératoire permet de mettre en évidence et de représenter le nano-objet dans le milieu réfringent selon une image du milieu réfringent considéré.Finally, the device that is the subject of the invention comprises at least detection resources 3 on the emergent wave EPB (Ω) of the intensity component modulated in amplitude by beat. This procedure makes it possible to highlight and to represent the nano-object in the refractive medium according to an image of the refractive medium considered.

Ainsi que représenté sur la figure 2a précitée, la ressource 1 d'illumination au moyen de la première onde électromagnétique cohérente comprend au moins un générateur 1o d'un premier faisceau laser constituant la première onde électromagnétique cohérente pour constituer une onde de chauffage. Le générateur laser 10 peut consister avantageusement en un générateur laser Nd:Yag doublé à 532 nm. La ressource 1 d'illumination comporte en outre un dispositif de focalisation, noté I2, du premier faisceau laser constituant la première onde électromagnétique sur les nano-objets dans le milieu réfringent.As represented in FIG. 2a above, the illumination resource 1 by means of the first coherent electromagnetic wave comprises at least one generator 1o of a first laser beam constituting the first coherent electromagnetic wave to form a heating wave. The laser generator 1 0 may advantageously consist of a Nd: Yag laser generator doubled at 532 nm. The illumination resource 1 further comprises a focusing device, denoted I 2 , of the first laser beam constituting the first electromagnetic wave on the nano-objects in the refractive medium.

La modulation du premier faisceau laser de chauffage à la pulsation Ω est réalisée par l'intermédiaire d'un modulateur acousto-optique 103, lequel est commandé par un générateur de commande, portant la référence 3o sur la figure 2a. Ce générateur délivre des signaux de commande de modulateur acousto- optique à la pulsation Ω . Le modulateur acousto-optique est un modulateur de type classique et, pour cette raison, ne sera pas décrit en détail.The modulation of the first to the pulsation Ω heating laser beam is performed by means of an acousto-optic modulator 1 03 which is controlled by a control generator, designated 3o in Figure 2a. This generator delivers acousto-optic modulator control signals at the Ω pulse. The acousto-optic modulator is a conventional type modulator and, for this reason, will not be described in detail.

Ainsi que représenté en outre en figure 2a, la ressource 2 d'illumination conjointe du nano-objet considéré par l'intermédiaire d'une deuxième onde électromagnétique PB constituant l'onde de sonde comporte au moins un générateur 2o d'un deuxième faisceau laser constitué par exemple par un laserAs furthermore shown in FIG. 2a, the resource 2 for joint illumination of the nano-object under consideration via a second electromagnetic wave PB constituting the probe wave comprises at least one generator 2o of a second laser beam constituted for example by a laser

HeNe pour former l'onde de sonde.HeNe to form the probe wave.

Le deuxième faisceau laser engendré par le générateur laser 20 est alors focalisé sur le nano-objet considéré dans le milieu réfringent dans les conditions ci-après, représentées à la figure 2a.The second laser beam generated by the laser generator 20 is then focused on the nano-object considered in the refractive medium under the conditions below, represented in FIG. 2a.

L'onde de chauffage modulée HB(Ω ) et l'onde de sonde PB sont superposées par l'intermédiaire d'un miroir dichroïque 1 i sur un chemin optique commun formé entre le miroir dichroïque précité et un objectif commun unique, c'est-à-dire par l'objectif 12 précédemment mentionné dans la description constituant le dispositif de focalisation.The modulated heating wave HB (Ω) and the probe wave PB are superimposed by means of a dichroic mirror 1 i on a common optical path formed between the aforementioned dichroic mirror and a single common objective. ie by the lens 1 2 previously mentioned in the description constituting the focusing device.

Enfin, le premier faisceau laser HB est polarisé rectilignement du fait de l'émission de ce dernier dans une direction P perpendiculaire à la feuille de la figure 2a par exemple. Le deuxième faisceau laser constituant l'onde de sonde est polarisé rectilignement à l'émission par la source laser 20 dans une deuxième direction P' contenue par exemple dans le plan de la feuille de la figure 2a.Finally, the first laser beam HB is polarized rectilinearly because of the emission of the latter in a direction P perpendicular to the sheet of FIG. 2a for example. The second laser beam constituting the probe wave is linearly polarized on emission by the laser source 20 in a second direction P 'contained for example in the plane of the sheet of FIG. 2a.

La direction de polarisation de l'onde de sonde émise par la source laser 20 est ensuite transformée en une polarisation circulaire PC dans un plan orthogonal à la feuille de la figure 2a, par l'intermédiaire d'une lame λ/4 désignée 202 sur la figure précitée. La polarisation circulaire précitée est transmise par le miroir dichroïque. Après focalisation sur l'échantillon SA représenté à Ia figure 2a, transmission de l'onde de sonde émergente EPB(Ω ), la polarisation circulaire est sensiblement conservée et la transmission par la lame λ IA, référencée 2o2, de l'onde de sonde émergente EPB(Ω ) permet de restituer une polarisation rectiligne de cette dernière dans une troisième direction P" orthogonale à la deuxième direction P' de polarisation de l'onde de sonde PB initiale. La deuxième et la troisième directions sont ainsi contenues dans un plan orthogonal à la feuille de la figure 2a, ainsi que représenté sur la figure précitée.The polarization direction of the probe wave emitted by the laser source 20 is then transformed into a circular polarization PC in a plane orthogonal to the sheet of Figure 2a, through a λ / 4 blade designated 022 in the aforementioned figure. The aforementioned circular polarization is transmitted by the dichroic mirror. After focussing on the sample SA represented in FIG. 2a, transmission of the emerging EPB (Ω) probe wave, the circular polarization is substantially conserved and the transmission by the λ IA blade, referenced 2o2, of the probe wave EPB (Ω) makes it possible to restore a rectilinear polarization of the latter in a third direction P "orthogonal to the second polarization direction P 'of the initial probe wave PB.The second and third directions are thus contained in a plane orthogonal to the sheet of Figure 2a, as shown in the above figure.

Un dispositif séparateur de polarisation 2oi formé par un cube séparateur de polarisation permet alors de restituer la seule onde de sonde émergente EPB(Ω ) polarisée dans une direction P" orthogonale au plan de Ia feuille de la figure 2a constituant la troisième direction précitée. Le dispositif séparateur de polarisation 20i est placé sur le chemin optique commun à l'onde de sonde émergente polarisée rectilignement dans la troisième direction P" et à l'onde de sonde polarisée dans la deuxième direction P1.A polarization separator device 2i formed by a polarization separator cube then makes it possible to restore the only emergent probe wave EPB (Ω) polarized in a direction P "orthogonal to the plane of the sheet of FIG. 2a constituting the third aforementioned direction. polarization splitter device 20 i is placed on the optical path common to the emergent polarization wave polarized rectilinearly in the third direction P "and the polarized probe wave in the second direction P 1 .

Le dispositif objet de l'invention tel que représenté en figure 2a comporte enfin des ressources de détection 3, lesquelles comprennent au moins une photodiode 3i recevant l'onde de sonde émergente EPB(Ω ). La photodiode précitée- est avantageusement constituée par une photodiode à bas bruit, la réception de l'onde de sonde émergente EPB(Ω ) étant en outre effectuée par l'intermédiaire d'un filtre de type passe haut 3-ιo. La ressource de détection comporte en outre, ainsi que représenté sur la figure précitée, un module de synchronisation de détection recevant un signal de détection délivré par la photodiode 3i et un signal de commande de détection synchrone de la modulation périodique d'amplitude du premier faisceau laser.The device according to the invention as represented in FIG. 2a finally comprises detection resources 3, which comprise at least one photodiode 3i receiving the emergent probe wave EPB (Ω). The above-mentioned photodiode is advantageously constituted by a low-noise photodiode, the reception of the emergent probe wave EPB (Ω) being furthermore effected by means of a high-pass type filter 3-ιo. The detection resource further comprises, as shown in the aforementioned figure, a detection synchronization module receiving a detection signal delivered by the photodiode 3i and a synchronous detection control signal of the periodic amplitude modulation of the first beam. laser.

Dans ce but, le générateur de signaux de modulation 3o délivre un signal représentatif de la modulation périodique Ω à un dispositif de synchronisation de la détection 32, lequel permet d'assurer la détection synchrone des signaux délivrés par la photodiode 3i pour visualisation par un système d'imagerie 33. Le dispositif de synchronisation 32 peut être constitué par un amplificateur synchronisé par exemple. Enfin, on indique que l'ensemble constitué par le dispositif de focalisation 12 et bien entendu, le miroir dichroïque 1 i, les générateurs laser 10 et 2o et les composants optiques modulateurs acousto-optiques I03, miroir dichroïque I1, lame 4/ 202 cube séparateur de polarisation 20i, filtre passe-haut 3io et photodiode 3-i sont fixes.For this purpose, the modulation signal generator 3o delivers a signal representative of the periodic modulation Ω to a detection synchronization device 32, which makes it possible to ensure the synchronous detection of the signals delivered by the photodiode 3i for visualization by a system The synchronization device 32 may be constituted by a synchronized amplifier for example. Finally, it is indicated that the assembly constituted by the focusing device 1 2 and of course, the dichroic mirror 1 i, the laser generators 1 0 and 2o and the acousto-optical modulator optical components I 03 , dichroic mirror I 1 , blade 4/2 0 2 polarization splitter cube 20 i, high-pass filter 30 and photodiode 3-i are fixed.

Pour obtenir une image bidimensionnelle ou le cas échéant, une pluralité d'images bidimensionnelle constituant des coupes d'un objet tridimensionnel, l'échantillon SA, constitué par la préparation précédemment décrite, est avantageusement placé sur une table piézoélectrique tridimensionnelle, par exemple, symbolisée par le trièdre OXYZ.To obtain a two-dimensional image or, where appropriate, a plurality of two-dimensional images constituting sections of a three-dimensional object, the sample SA, constituted by the preparation previously described, is advantageously placed on a three-dimensional piezoelectric table, for example, symbolized by the triad OXYZ.

Un justificatif du mode opératoire du dispositif objet de la présente invention, conformément au procédé précédemment décrit dans la description, sera maintenant donné ci-après.A justification of the operating mode of the device object of the present invention, in accordance with the method previously described in the description, will now be given below.

Une estimation du signal détecté mesuré par détection synchrone a été obtenue en faisant appel à la théorie de la diffusion dans un milieu diélectrique variable, pour calculer le champ électromagnétique diffusé par le profil d'indice de réfraction obtenu au voisinage de chaque nano-objet et défini par la relation 2 précédemment mentionnée.An estimate of the detected signal measured by synchronous detection was obtained by using the scattering theory in a variable dielectric medium, to calculate the electromagnetic field scattered by the refractive index profile obtained in the vicinity of each nano-object and defined by relation 2 previously mentioned.

Le battement à la pulsation Ω entre l'onde de sonde de référence PB et l'onde de sonde diffusée conduit à une énergie de battement S au niveau du détecteur synchrone vérifiant la relation ci-après et comportant deux termes en quadrature :The beat at the pulse Ω between the reference probe wave PB and the scattered probe wave leads to a beat energy S at the synchronous detector which satisfies the following relationship and comprises two terms in quadrature:

s = « fc LMfit)+gk WQ)] 0) s = " fc L M fit) + g k W Q) ] 0 )

Dans la relation précédente a désigne un facteur de forme voisin de l'unité ; linc désigne l'intensité de la deuxième onde électromagnétique cohérente incidente, c'est-à-dire du faisceau laser constituant l'onde de sonde ;In the preceding relation a denotes a form factor close to unity; lin c denotes the intensity of the incident second coherent electromagnetic wave, that is to say the laser beam constituting the probe wave;

Prβf désigne la puissance de la deuxième onde électromagnétique constituant l'onde de sonde émergente, réfléchie dans les conditions d'expérimentation ; fk(Ω ) et gι<(Ω ) sont deux fonctions sans dimension qui dépendent de la pulsation de modulation et de la diffusivité thermique du milieu réfringent. Pour des pulsations de modulation basses, la longueur ou rayon caractéristique de diffusion de la chaleur Rth est plus grande que Ie diamètre de focalisation du faisceau ou onde de sonde et Ia composante fk(Ω )/Ω en phase avec Ia modulation appliquée au faisceau de chauffage est prépondérante. Toutefois, pour une fréquence de modulation suffisamment élevée, telle que Rth « Φ où Φ désigne Ie diamètre du spot de focalisation de l'onde de sonde, la composante en quadrature gι<(Ω )/Ω devient prépondérante et décroît comme 1/Ω .P rβf denotes the power of the second electromagnetic wave constituting the emergent probe wave, reflected in the experimental conditions; f k (Ω) and gι < (Ω) are two dimensionless functions that depend on the modulation pulse and the thermal diffusivity of the refractive medium. For low modulation pulses, the characteristic heat diffusion length or radius R th is greater than the focusing diameter of the probe beam or wave and the component f k (Ω) / Ω in phase with the modulation applied to the heating beam is preponderant. However, for a sufficiently high modulation frequency, such that R th "Φ where Φ denotes the diameter of the focusing spot of the probe wave, the quadrature component gι < (Ω) / Ω becomes preponderant and decreases as 1 / Ω.

L'amplitude du signal démodulé délivré par le dispositif de détection synchrone 32 de la figure 2a, vérifie la relation :The amplitude of the demodulated signal output from the synchronous detection device 3 2 of Figure 2a, verifies the relationship:

Dans la relation précédente, le signe ≈ désigne la proportionnalité du signal démodulé Sdem et ls(ïf) désigne le carré de l'amplitude du signal deIn the previous relation, the sign ≈ designates the proportionality of the demodulated signal S d em and ls (ïf) denotes the square of the amplitude of the signal of

battement donnée par la relation 3 précédente. Les variations de fk(Ω)/Ω et gk(Ω)/Ω sont représentées en figure 3a pour K/C=2 1CT8 m2/s.beat given by the previous relation 3. The variations of f k (Ω) / Ω and gk (Ω) / Ω are represented in FIG. 3a for K / C = 2 1 CT 8 m 2 / s.

La relation 4 précédente précitée a permis d'évaluer l'énergie de la composante de battement au niveau du détecteur.The aforementioned previous relation 4 has made it possible to evaluate the energy of the beat component at the detector.

Un nano-objet constitué par une particule d'or de 1 ,4 nm de diamètre présente une section d'absorption de 5 x 10"15 cm2 à 532 nm et absorbe une puissance thermique Pheat = 10 mW, lorsque celle-ci est illuminée par un faisceau laser d'intensité 2 MW/cm2.A nano-object consisting of a gold particle of 1.4 nm in diameter has an absorption section of 5 × 10 -15 cm 2 at 532 nm and absorbs a thermal power P he at t = 10 mW, when It is illuminated by a laser beam of intensity 2 MW / cm 2 .

Pour un faisceau de sonde incident d'une puissance Pjnc = 70 mW, pour une fréquence de modulation Ω/2π = 800 kHz et pour une puissance de référence Pref = 100 μW, la relation (4) précédente indique une puissance de battement Sdem équivalant à 5 mW. Après calibration de la chaîne de détection, la valeur effective mesurée a été sensiblement égale à 2 mW, soit en accord avec la valeur théorique prédite.For an incident probe beam with a power Pj nc = 70 mW, for a modulation frequency Ω / 2π = 800 kHz and for a reference power P ref = 100 μW, the relation (4) above indicates a beat power S d em equivalent to 5 mW. After calibration of the detection chain, the measured effective value was substantially equal to 2 mW, in agreement with the predicted theoretical value.

La figure 4a représente l'évolution du signal détecté en fonction de la fréquence Ω/2π de la modulation de l'onde de chauffage. La courbe en trait pointillé représente l'évolution de la composante du signal détecté en phase avec la modulation de l'onde de chauffage. La courbe en trait mixte représente l'évolution de la composante du signal détecté en quadrature de phase avec la modulation de l'onde de chauffage. La courbe en trait continu représente l'amplitude totale du signal détecté.FIG. 4a represents the evolution of the detected signal as a function of the frequency Ω / 2π of the modulation of the heating wave. The dashed curve represents the evolution of the component of the signal detected in phase with the modulation of the heating wave. The dashed line represents the evolution of the signal component detected in quadrature phase with the modulation of the heating wave. The solid curve represents the total amplitude of the detected signal.

La figure 4b représente la dépendance linéaire du signal en fonction de la puissance thermique Pheat exprimée en milliwatts. L'amplitude du signal est donnée en amplitude relative a.u. pour « absolute unit ». Une augmentation supplémentaire de la puissance thermique n'est pas suivie d'une saturation mais conduit à des fluctuations de l'amplitude du signal détecté, et, le cas échéant, à des dommages irréversibles sur la particule. En référence à la figure 2b, on indique que le procédé et le dispositif objets de la présente invention permettent de détecter des nano-objets formés par des particules métalliques de dimension aussi petites que 1 ,4 nm en diamètre avec un rapport signal à bruit SNR > 10.FIG. 4b represents the linear dependence of the signal as a function of the thermal power Pheat expressed in milliwatts. The amplitude of the signal is given in relative amplitude a.u. for "absolute unit". An additional increase in thermal power is not followed by saturation but leads to fluctuations in the amplitude of the detected signal, and, if necessary, to irreversible damage to the particle. With reference to FIG. 2b, it is indicated that the method and the device that are the subject of the present invention make it possible to detect nano-objects formed by metal particles of dimension as small as 1.4 nm in diameter with a SNR signal-to-noise ratio. > 10.

En pratique, une onde de sonde à 720 nm laser Ti :Sa et un faisceau de chauffage à 532 nm laser Nd :Yag doublé, dont l'intensité était modulée à une pulsation correspondant à une fréquence comprise entre 100 kHz et 15 MHz par le modulateur acousto-optique, ont été mis en œuvre.In practice, a probe wave at 720 nm Ti: Sa laser and a heating beam at 532 nm Nd: Yag laser doubled, whose intensity was modulated at a pulse corresponding to a frequency between 100 kHz and 15 MHz by the acousto-optic modulator, have been implemented.

L'objectif utilisé était un objectif 100 x, Zeiss, nA = 1.4. La puissance du faisceau de chauffage était comprise dans une plage de 1 mW à 3,5 mW fonction de la taille du nano-objet à détecter.The lens used was a 100x objective, Zeiss, nA = 1.4. The power of the heating beam was in the range of 1 mW to 3.5 mW depending on the size of the nano-object to be detected.

Une image de l'échantillon SA a été formée en déplaçant l'échantillon précité par rapport au premier et au deuxième faisceaux focalisés maintenus fixes, par l'intermédiaire de la table 2D.An image of the SA sample was formed by moving the aforementioned sample relative to the first and second fixed focused beams through the 2D table.

Les échantillons SA étaient préparés, ainsi que mentionné précédemment, à partir d'une solution de particules d'or de diamètre 1 ,4 nm, 2 nm, 5 nm, 10 nm, 20 nm, 33 nm, 20 nm, 33 nm ou 75 nm.SA samples were prepared, as previously mentioned, from a solution of gold particles of diameter 1, 4 nm, 2 nm, 5 nm, 10 nm, 20 nm, 33 nm, 20 nm, 33 nm or 75 nm.

La figure 2b donne une représentation tridimensionnelle d'une image photothermique hétérodynée, obtenue conformément à la mise en œuvre du procédé et du dispositif objets de l'invention, pour des agrégats d'atomes d'or de 1 ,4 nm.FIG. 2b gives a three-dimensional representation of a heterodyned photothermal image, obtained in accordance with the implementation of the method and device that is the subject of the invention, for aggregates of gold atoms of 1.4 nm.

L'image a révélé l'absence de bruit de fond introduit par le substrat, ce qui indique que le signal détecté provient uniquement des objets absorbants dans l'échantillon, c'est-à-dire des agrégats de particules d'or. Ces derniers ont été détectés avec une puissance thermique relativement faible, de l'ordre de 3,5 nW, et un rapport signal à bruit remarquable, supérieur à 10.The image revealed the absence of background noise introduced by the substrate, which indicates that the detected signal comes only from the absorbent objects in the sample, that is to say aggregates of gold particles. These were detected with a relatively low thermal power, of the order of 3.5 nW, and a remarkable signal-to-noise ratio, greater than 10.

L'histogramme de l'amplitude du signal pour 272 pics d'intensité de l'image de la figure 2b et représenté en figure 2c montre que les pics d'amplitude d'intensité lumineuse émanent des nano-objets eux-mêmes.The histogram of the signal amplitude for 272 intensity peaks of the image of FIG. 2b and shown in FIG. 2c shows that the luminous intensity amplitude peaks emanate from the nano-objects themselves.

La section de capture des agrégats précités est au plus de l'ordre de 10'15 cm2 section comparable à celle de bons fluorophores ou de nano-cristaux CbSe/ZnS. Leur temps de relaxation est très court.The capture section of the aforementioned aggregates is at most of the order of 10 '15 cm 2 section comparable to that of good fluorophores or nano-crystals CbSe / ZnS. Their relaxation time is very short.

Au contraire, des nano-cristaux semi-conducteurs luminescents ou des molécules fluorescentes ont des temps de relaxation d'émission de l'ordre de la nanoseconde, ce qui rend ces derniers difficiles à détecter par absorption.On the contrary, luminescent semiconductor nanocrystals or fluorescent molecules have emission relaxation times of the order of one nanosecond, which makes the latter difficult to detect by absorption.

Toutefois, pour des intensités d'excitation relativement élevées, les nano-cristaux semi-conducteurs ne présentent plus de phénomène de luminescence. Le procédé et le dispositif, objets de la présente invention, permettent la détection de nano-objets dont le temps de relaxation d'émission est court.However, for relatively high excitation intensities, the semiconductor nano-crystals no longer exhibit a luminescence phenomenon. The method and the device, objects of the present invention, allow the detection of nano-objects whose emission relaxation time is short.

La figure 5a représente l'image fluorescente de boîtes quantiques deFIG. 5a represents the fluorescent image of quantum dots of

CdSe/Zns colloïdales luminescentes, dont le pic d'émission est à 640 nm, excitées par le faisceau de chauffage à une intensité très faible de l'ordre de 0,1 kW/cm2. Le comportement de clignotement caractéristique de l'émission par boîte quantique unique est visible sur l'image précitée.Colloidal luminescent CdSe / Zns, whose emission peak is at 640 nm, excited by the heating beam at a very low intensity of the order of 0.1 kW / cm 2 . The blinking behavior characteristic of the single quantum dot emission is visible on the above-mentioned image.

Au contraire, sur la figure 5b, on a représenté une image de la même région obtenue grâce à la mise en œuvre du procédé et du dispositif objet de la présente invention, à une intensité d'excitation de 5 MW/cm2, pour laquelle les boîtes quantiques ne sont plus luminescentes.On the contrary, in FIG. 5b, there is shown an image of the same region obtained thanks to the implementation of the method and device that is the subject of the present invention, at an excitation intensity of 5 MW / cm 2 , for which quantum boxes are no longer luminescent.

Les deux images sont correctement corrélées, ce qui garantit que les amplitudes d'intensité dans l'image de la figure 5b, obtenues grâce à la mise en œuvre du procédé objet de la présente invention, sont dues réellement à des boîtes quantiques individuelles. Ces dernières ne présentent plus de phénomène de clignotement. De manière particulièrement remarquable, des boîtes quantiques initialement non fluorescentes, c'est-à-dire absentes de la figure 5a, sont maintenant détectées et représentées sur la figure 5b.The two images are correctly correlated, which guarantees that the amplitudes of intensity in the image of FIG. 5b, obtained thanks to the implementation of the method which is the subject of the present invention, are really due to individual quantum boxes. The latter no longer exhibit a blinking phenomenon. Particularly noteworthy, initially non-fluorescent quantum boxes, i.e. absent from Figure 5a, are now detected and shown in Figure 5b.

Enfin, on indique que pour la mise en œuvre du procédé et du dispositif objets de la présente invention à des applications en matière de biologie ou de sciences de la vie, l'augmentation de la température à la surface des nano-objets est un paramètre important.Finally, it is indicated that for the implementation of the method and device that are the subject of the present invention, applications in the field of biology or Life sciences, the increase in temperature on the surface of nano-objects is an important parameter.

Dans une configuration courante, un nano-objet formé par une particule d'or de 5 nm de diamètre peut être détecté avec un rapport signal à bruit > 100, pour une puissance de chauffage de 1 mW.In a current configuration, a nano-object formed by a gold particle of 5 nm in diameter can be detected with a signal-to-noise ratio> 100, for a heating power of 1 mW.

Dans ces conditions, l'augmentation locale de température peut être estimée à 4 K dans une solution aqueuse.Under these conditions, the local temperature increase can be estimated at 4 K in an aqueous solution.

En raison du fait que la température décroît comme l'inverse de la distance et que la plupart des applications de détection d'éléments ou organelles en science de la vie ne nécessitent aucunement un rapport signal à bruit aussi élevé, il est ici indiqué que le procédé et le dispositif objets de la présente invention permettent de détecter et de représenter par image électronique de très petites particules d'or ou nano-objets, alors que réchauffement local induit peut être rendu sensiblement inférieur à 1 K, au-dessus de la température moyenne de l'échantillon.Due to the fact that temperature decreases as the inverse of distance and that most life science element or organelle detection applications do not require such a high signal-to-noise ratio, it is here indicated that the method and device objects of the present invention can detect and represent by electronic image very small gold particles or nano-objects, while induced local warming can be made substantially less than 1 K, above the temperature average of the sample.

Enfin, en ce qui concerne la simplification du dispositif objet de l'invention tel que représenté en figure 2a, vis-à-vis du dispositif représenté dans l'article mentionné dans la description, on peut observer que Ie dispositif télécentrique non nécessaire est supprimé. Ceci est dû au fait que dans le procédé et le dispositif objets de la présente invention, l'interaction entre l'onde de sonde diffusée de référence et l'onde sonde diffusée modulée engendrant la composant d'amplitude modulée par battement à la pulsation Ω se produit dans la zone au voisinage du nano-objet considéré.Finally, with regard to the simplification of the device according to the invention as represented in FIG. 2a, vis-à-vis the device represented in the article mentioned in the description, it can be observed that the unnecessary telecentric device is suppressed. . This is because in the method and device of the present invention, the interaction between the reference scattered probe wave and the modulated scattered probe wave generating the beat modulated amplitude component at the Ω pulse occurs in the area in the vicinity of the nano-object considered.

Au contraire dans le dispositif décrit dans cet article, l'interaction par interférence, et non par battement, se produit dans le prisme de Wollaston et le détecteur, ce qui implique le maintien impératif des relations de phase entre faisceaux divisés et donc l'utilisation du système télécentrique, contrairement au procédé et au dispositif objets de l'invention. On the contrary in the device described in this article, interference interaction, and not beat, occurs in the Wollaston prism and the detector, which implies the imperative maintenance of phase relationships between split beams and therefore the use telecentric system, unlike the method and device objects of the invention.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent, caractérisé en ce qu'il consiste au moins à :1. Process for the optical detection of nano-objects in a refractive medium, characterized in that it consists at least of: - illuminer au moins un desdits nano-objets et ledit milieu réfringent au moyen d'une première onde électromagnétique cohérente modulée périodiquement en amplitude, de façon à provoquer une absorption d'énergie électromagnétique et à induire une variation modulée d'indice de réfraction dudit milieu réfringent par élévation de température, selon un profil déterminé de température et d'indice de réfraction, dans une zone au voisinage dudit nano- objet ;illuminating at least one of said nano-objects and said refractive medium by means of a first coherent electromagnetic wave modulated periodically in amplitude, so as to cause an absorption of electromagnetic energy and to induce a modulated variation of the refractive index of said medium refracting by elevation of temperature, according to a determined profile of temperature and refractive index, in a zone in the vicinity of said nano-object; - illuminer conjointement ledit nano-objet au moyen d'une deuxième onde électromagnétique cohérente, constituant une onde de sonde, pour engendrer, par diffusion de cette onde de sonde dans ladite zone par ledit profil de température et d'indice de réfraction, une onde de sonde émergeante comportant au moins une composante d'intensité modulée en amplitude par battement à la fréquence de modulation de ladite première onde électromagnétique ;- Illuminate said nano-object jointly by means of a second coherent electromagnetic wave, constituting a probe wave, for generating, by diffusion of this probe wave in said zone by said temperature and refractive index profile, a wave emerging probe having at least one intensity amplitude modulated component per beat at the modulation frequency of said first electromagnetic wave; - détecter sur ladite onde de sonde émergeante ladite composante d'intensité modulée en amplitude par battement, ce qui permet de mettre en évidence et de représenter ledit nano-objet dans ledit milieu réfringent.detecting on said emergent probe wave said intensity component modulated in amplitude by beat, which makes it possible to highlight and to represent said nano-object in said refractive medium. 2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'opération consistant à détecter ladite composante d'intensité modulée en amplitude par battement est effectuée sur l'onde de sonde émergeante réfléchie par ledit nano- objet et ledit milieu réfringent. 2. Method according to claim 1, characterized in that the operation of detecting said amplitude modulated intensity component by beat is performed on the emerging probe wave reflected by said nano-object and said refractive medium. 3. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l'opération consistant à détecter ladite composante d'intensité modulée en amplitude par battement est effectuée sur l'onde de sonde émergeante transmise par ledit milieu réfringent.3. Method according to claim 1, characterized in that the operation of detecting said beat modulated intensity intensity component is performed on the emerging probe wave transmitted by said refractive medium. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'opération consistant à détecter ladite composante d'intensité modulée en amplitude par battement est effectuée par détection synchrone.4. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the operation of detecting said amplitude modulated intensity component by beat is performed by synchronous detection. 5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que pour un nano-objet métallique, la longueur d'onde de la première onde électromagnétique cohérente est voisine de la longueur d'onde de résonance plasmon de ce nano-objet.5. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that for a metal nano-object, the wavelength of the first wave coherent electromagnetic is close to the plasmon resonance wavelength of this nano-object. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite deuxième onde électromagnétique est focalisée dans ladite zone au voisinage dudit nano-objet.6. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that said second electromagnetic wave is focused in said area in the vicinity of said nano-object. 7. Dispositif de détection optique de nano-objets dans un milieu réfringent, caractérisé en ce qu'il comporte au moins :7. Apparatus for optical detection of nano-objects in a refractive medium, characterized in that it comprises at least: - des moyens d'illumination d'au moins un desdits nano-objets et du milieu réfringent au moyen d'une première onde électromagnétique cohérente modulée périodiquement en amplitude, de façon à provoquer une absorption d'énergie électromagnétique et à induire une variation modulée d'indice de réfraction dudit milieu réfringent par élévation de température, selon un profil déterminé de température et d'indice de réfraction, dans une zone au voisinage dudit nano-objet ; - des moyens d'illumination conjointe dudit nano-objet au moyen d'une deuxième onde électromagnétique cohérente, constituant une onde de sonde, pour engendrer, par diffusion de cette onde de sonde dans ladite zone par ledit profil de température et d'indice de réfraction, une onde de sonde émergeante comportant au moins une composante d'intensité modulée en amplitude par battement à la fréquence de modulation de ladite première onde électromagnétique ;means for illuminating at least one of said nano-objects and the refractive medium by means of a first coherent electromagnetic wave modulated periodically in amplitude, so as to cause an absorption of electromagnetic energy and to induce a modulated variation of refractive index of said refractive medium by temperature rise, according to a determined temperature and refractive index profile, in a zone in the vicinity of said nano-object; means for jointly illuminating said nano-object by means of a second coherent electromagnetic wave, constituting a probe wave, for generating, by diffusion of this probe wave in said zone by said temperature profile and refraction, an emerging probe wave having at least one beat modulated intensity intensity component at the modulation frequency of said first electromagnetic wave; - des moyens de détection, sur ladite onde émergeante, de ladite composante d'intensité modulée en amplitude par battement, ce qui permet de mettre en évidence et de représenter ledit nano-objet dans ledit milieu réfringent. means for detecting, on said emergent wave, said amplitude modulated intensity component by beat, which makes it possible to highlight and represent said nano-object in said refractive medium. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens d'illumination au moyen d'une première onde électromagnétique cohérente comprennent au moins :8. Device according to claim 7, characterized in that said illumination means by means of a first coherent electromagnetic wave comprise at least: - des moyens générateurs d'un premier faisceau laser constituant ladite première onde électromagnétique cohérente constituant une onde de chauffage ;means generating a first laser beam constituting said first coherent electromagnetic wave constituting a heating wave; - des moyens de focalisation dudit premier faisceau laser modulé sur lesdits nano-objets dans le milieu réfringent. means for focusing said first modulated laser beam on said nano-objects in the refractive medium. 9. Dispositif selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que lesdits moyens d'illumination conjointe dudit nano-objet au moyen d'une deuxième onde électromagnétique comportent au moins :9. Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that said means for jointly illumination of said nano-object by means of a second electromagnetic wave comprise at least: - des moyens générateurs d'un deuxième faisceau laser, constituant ladite onde de sonde ;means generating a second laser beam constituting said probe wave; - des moyens de focalisation dudit deuxième faisceau laser sur l'un au moins desdits nano-objets dans le milieu réfringent.means for focusing said second laser beam on at least one of said nano-objects in the refractive medium. 10. Dispositif selon les revendications 8 et 9, caractérisé en ce que ladite onde de chauffage et ladite onde de sonde sont superposées par l'intermédiaire d'un miroir dichroïque, sur un chemin optique commun formé entre ce miroir dichroïque et un objectif commun unique constituant lesdits moyens de focalisation.10. Device according to claims 8 and 9, characterized in that said heating wave and said probe wave are superimposed by means of a dichroic mirror, on a common optical path formed between the dichroic mirror and a single common objective constituting said focusing means. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que pour une détection sur l'onde de sonde émergeante de la composante d'intensité modulée en amplitude par battement, par réflexion, celui-ci comprend en outre :11. Device according to claim 10, characterized in that for a detection on the emerging probe wave of amplitude intensity component modulated by flapping, by reflection, it further comprises: - des moyens polariseurs rectiligne du premier faisceau laser dans une première direction ;rectilinear polarizing means of the first laser beam in a first direction; - des moyens polariseurs rectilignes du deuxième faisceau laser dans une deuxième direction, ladite onde de sonde étant polarisée rectilignement dans ladite deuxième direction ;rectilinear polarizing means of the second laser beam in a second direction, said probe wave being polarized rectilinearly in said second direction; - des moyens polariseurs rectilignes de l'onde de sonde émergeante dans une troisième direction orthogonale à ladite deuxième direction ;rectilinear polarizing means of the emerging probe wave in a third direction orthogonal to said second direction; - des moyens séparateurs de polarisation placés sur le chemin optique commun à ladite onde de sonde émergeante polarisée rectilignement dans ladite troisième direction et à ladite onde de sonde polarisée dans ladite deuxième direction, lesdits moyens séparateurs permettant de délivrer la seule onde de sonde émergeante polarisée rectilignement dans ladite troisième direction.polarization separator means placed on the optical path common to said emergent polarization wave polarized rectilinearly in said third direction and to said polarized probe wave in said second direction, said separator means making it possible to deliver the single wave of emerging probe polarized rectilinearly in said third direction. 12. Dispositif selon l'une des revendications 9 à 11 , caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comportent au moins une photodiode recevant ladite onde de sonde émergeante.12. Device according to one of claims 9 to 11, characterized in that said detection means comprise at least one photodiode receiving said emergent probe wave. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que lesdits moyens de détection comportent en outre un module de synchronisation de détection recevant, d'une part, un signal de détection délivré par ladite photodiode, et, d'autre part, un signal de commande de détection synchrone de la modulation périodique d'amplitude du premier faisceau laser. 13. Device according to claim 12, characterized in that said detection means further comprise a detection synchronization module receiving, on the one hand, a detection signal delivered by said photodiode, and, secondly, a synchronous detection control signal of the periodic amplitude modulation of the first laser beam.
EP05786109A 2004-07-07 2005-07-01 Method and system for optical detection of nano-objects in a light refracting medium Withdrawn EP1774287A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0407548A FR2872909B1 (en) 2004-07-07 2004-07-07 METHOD AND SYSTEM FOR OPTICALLY DETECTING NANO-OBJECTS IN A REFRINGENT ENVIRONMENT
PCT/FR2005/001704 WO2006013272A2 (en) 2004-07-07 2005-07-01 Method and system for optical detection of nano-objects in a light refracting medium

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP1774287A2 true EP1774287A2 (en) 2007-04-18

Family

ID=34946047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP05786109A Withdrawn EP1774287A2 (en) 2004-07-07 2005-07-01 Method and system for optical detection of nano-objects in a light refracting medium

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7889343B2 (en)
EP (1) EP1774287A2 (en)
JP (1) JP4932708B2 (en)
FR (1) FR2872909B1 (en)
WO (1) WO2006013272A2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0810893D0 (en) * 2008-06-13 2008-07-23 Univ Leiden Photothermal detection system
US9360416B2 (en) 2011-07-13 2016-06-07 Universität Leipzig Twin-focus photothermal correlation spectroscopy method and device for the characterization of dynamical processes in liquids and biomaterials with the help of absorbing markers
KR101908304B1 (en) * 2012-08-10 2018-12-18 엘지전자 주식회사 Distance detecting device and Image processing apparatus including the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2408646A1 (en) * 1974-02-22 1975-08-28 Max Planck Gesellschaft REACTION KINETIC MEASURING DEVICE
US5037202A (en) * 1990-07-02 1991-08-06 International Business Machines Corporation Measurement of size and refractive index of particles using the complex forward-scattered electromagnetic field
JPH0572107A (en) * 1991-04-08 1993-03-23 Kawasaki Steel Corp Detection of fine particle substance in medium and device therefor
US5434878A (en) * 1994-03-18 1995-07-18 Brown University Research Foundation Optical gain medium having doped nanocrystals of semiconductors and also optical scatterers
JPH10232210A (en) * 1997-02-19 1998-09-02 Bunshi Bio Photonics Kenkyusho:Kk Light and heat conversion spectroscopic analyzer
US6096496A (en) * 1997-06-19 2000-08-01 Frankel; Robert D. Supports incorporating vertical cavity emitting lasers and tracking apparatus for use in combinatorial synthesis
US6975898B2 (en) * 2000-06-19 2005-12-13 University Of Washington Medical imaging, diagnosis, and therapy using a scanning single optical fiber system
US6871527B2 (en) * 2001-07-18 2005-03-29 The Regents Of The University Of California Measurement head for atomic force microscopy and other applications
JP2004037186A (en) * 2002-07-02 2004-02-05 Nippon Sheet Glass Co Ltd Chip member for microchemical system
US6965434B2 (en) * 2002-09-13 2005-11-15 Centre National De La Recherche Scientifiques (C.N.R.S.) Method and device for photothermal imaging tiny metal particles immersed in a given medium
US6756591B1 (en) * 2003-03-14 2004-06-29 Centre National De La Recherche Method and device for photothermal imaging tiny particles immersed in a given medium

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2006013272A2 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006013272A3 (en) 2007-01-18
JP2008506096A (en) 2008-02-28
FR2872909B1 (en) 2008-11-14
US7889343B2 (en) 2011-02-15
US20070296972A1 (en) 2007-12-27
FR2872909A1 (en) 2006-01-13
JP4932708B2 (en) 2012-05-16
WO2006013272A2 (en) 2006-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ortega-Arroyo et al. Interferometric scattering microscopy (iSCAT): new frontiers in ultrafast and ultrasensitive optical microscopy
CN104020085B (en) A kind of not by the optical detection of the micro-nano particle of background influence and micro imaging method
EP3488505B1 (en) Acoustic resonance spectroscopy method and system
FR2924805A1 (en) HIGH RESOLUTION SURFACE PLASMON MICROSCOPE WITH HETERODYNE INTERFEROMETER IN RADIAL POLARIZATION.
FR2482325A1 (en) REAL-TIME SCANNING OBSERVATION SYSTEM
FR3054037A1 (en) DEVICE FOR OBSERVING A SAMPLE
FR2613065A1 (en) MICHELSON FIBER OPTIC INTERFEROMETER AND ITS APPLICATION IN PARTICULAR TO TEMPERATURE MEASUREMENT
WO2020049053A1 (en) System for measuring the absorption of a laser emission by a sample
EP0352789A3 (en) Photoacoustic signal detecting device
CA2569985A1 (en) Method and installation for acousto-optic imaging
FR3046238A1 (en) METHOD FOR OBSERVING A SAMPLE BY IMAGING WITHOUT LENS
Langbein et al. Invited Article: Heterodyne dual-polarization epi-detected CARS microscopy for chemical and topographic imaging of interfaces
FR2942049A1 (en) HIGH RESOLUTION SURFACE PLASMON MICROSCOPE COMPRISING A HETERODYNE FIBER INTERFEROMETER
FR2794247A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR MEASURING SPEED BY DOPPLER EFFECT
US6965434B2 (en) Method and device for photothermal imaging tiny metal particles immersed in a given medium
WO2006013272A2 (en) Method and system for optical detection of nano-objects in a light refracting medium
FR3085756A1 (en) SYSTEM FOR MEASURING THE ABSORPTION OF A LASER RADIATION OF A SAMPLE
WO2020240131A1 (en) Picosecond acoustic measuring system with double sensor beams
EP3559644B1 (en) Infrared detection device
FR3100333A1 (en) Device and method for determining characteristic parameters of the dimensions of nanoparticles
FR2975489A1 (en) PLASMONIC GUIDE ELECTRICAL THERMAL COMPONENT INCLUDING A DEVICE FOR MEASURING THE COUPLED POWER IN THE GUIDE MODE
EP1019704B1 (en) Active optical detector
EP0040116B1 (en) Device for view-taking with extended field
CN202916182U (en) Material characteristic detecting device based on standing wave-induced transient grating effect
FR2827959A1 (en) DEVICE AND METHOD FOR MEASURING A SAMPLE BY CORRELATION SPECTROSCOPY

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20070108

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA HR MK YU

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20100723

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20180201