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FR3146214A1 - Optical slide for total internal reflection microscopy, total internal reflection microscopy device comprising such a slide and method of manufacturing such a slide - Google Patents

Optical slide for total internal reflection microscopy, total internal reflection microscopy device comprising such a slide and method of manufacturing such a slide Download PDF

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FR3146214A1
FR3146214A1 FR2301673A FR2301673A FR3146214A1 FR 3146214 A1 FR3146214 A1 FR 3146214A1 FR 2301673 A FR2301673 A FR 2301673A FR 2301673 A FR2301673 A FR 2301673A FR 3146214 A1 FR3146214 A1 FR 3146214A1
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FR2301673A
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Anita MOUTTOU
Aude LEREU
Julien Lumeau
Fabien Lemarchand
Cyril FAVARD
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Aix Marseille Universite
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Montpellier
Ecole Centrale de Marseille
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Aix Marseille Universite
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Montpellier
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Abstract

Lame optique (LO) destinée à recevoir un échantillon biologique (E) dans un dispositif de microscopie de fluorescence par réflexion totale interne, la lame optique comprenant : une couche dite substrat (SB) transparente dans une région spectrale prédéterminée un empilement dit optimisé disposé au dessus du substrat (SB) et comprenant un nombre de couches minces diélectriques successives et alternées d’un premier matériau diélectrique et d’un deuxième matériau diélectrique, chacune des couches présentant une épaisseur dite optimisée respective, les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques étant adaptés de manière à ce que ladite lame optique présente au moins :une première absorption résonnante à une longueur d’onde dite d’illumination et à un premier angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, et une deuxième absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un deuxième angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, avec et ou . Fig. 3 Optical slide (LO) intended to receive a biological sample (E) in a total internal reflection fluorescence microscopy device, the optical slide comprising: a so-called substrate layer (SB) transparent in a predetermined spectral region a so-called optimized stack arranged above the substrate (SB) and comprising a number of successive and alternating dielectric thin layers of a first dielectric material and a second dielectric material, each of the layers having a respective so-called optimized thickness, the optimized thicknesses and the number of dielectric thin layers being adapted so that said optical slide has at least: a first resonant absorption at a so-called illumination wavelength and at a first angle of incidence in total internal reflection regime, and a second resonant absorption at the illumination wavelength and at a second angle of incidence in total internal reflection regime, with and or . Fig. 3

Description

Lame optique destinée à la microscopie par réflexion totale interne, dispositif de microscopie par réflexion totale interne comportant une telle lame et procédé de fabrication d’une telle lameOptical slide for total internal reflection microscopy, total internal reflection microscopy device comprising such a slide and method of manufacturing such a slide

L’invention s’inscrit dans le domaine de la microscopie optique. Plus particulièrement, l’invention concerne un nouveau concept de lame optique basée sur un empilement multicouche comme support d’exaltation du champ électromagnétique adapté à la microscopie à réflexion totale interne.The invention relates to the field of optical microscopy. More particularly, the invention relates to a new concept of optical slide based on a multilayer stack as a support for enhancing the electromagnetic field suitable for total internal reflection microscopy.

L’invention s’applique notamment, mais non exclusivement, au domaine de l’imagerie d’échantillons biologiques par microscopie de fluorescence à réflexion totale interne ou microscopie TIRF (pour« Total Internal Reflection Fluorescence »). Une telle technique d’imagerie est particulièrement bien adaptée à la visualisation, l’analyse et la quantification d’évènements moléculaires s’effectuant notamment à la membrane plasmique des cellules biologiques.The invention applies in particular, but not exclusively, to the field of imaging of biological samples by total internal reflection fluorescence microscopy or TIRF microscopy (for "Total Internal Reflection Fluorescence" ). Such an imaging technique is particularly well suited to the visualization, analysis and quantification of molecular events occurring in particular at the plasma membrane of biological cells.

La microscopie de fluorescence à onde évanescente est une technique de microscopie de fluorescence dans laquelle l’excitation des molécules fluorescentes contenues dans l’échantillon observé est confinée à une région d’épaisseur nanométrique, située à proximité immédiate de la lamelle porte-échantillon. Elle permet, en particulier, d’observer de manière sélective des structures et processus localisés sur une membrane cellulaire, avec une résolution spatiale dans une direction axiale bien meilleure que la limite de diffraction. En outre, par rapport aux techniques d’épi-fluorescence plus conventionnelles, elle permet d’obtenir un meilleur contraste de l’image de fluorescence et de réduire les effets de photo-blanchiment et des dégâts d’irradiation des cellules.Evanescent wave fluorescence microscopy is a fluorescence microscopy technique in which the excitation of fluorescent molecules contained in the observed sample is confined to a nanometer-thick region, located in the immediate vicinity of the sample slide. In particular, it allows selective observation of structures and processes located on a cell membrane, with a spatial resolution in an axial direction much better than the diffraction limit. In addition, compared to more conventional epifluorescence techniques, it allows for better contrast of the fluorescence image and reduces photobleaching effects and irradiation damage to cells.

Le principe à la base de la microscopie de fluorescence à onde évanescente est illustré sur la figure 1A. On considère le cas d’un substrat SB d’indice de réfraction n2, présentant une surface Se en contact avec un milieu ambiant MA d’indice n1<n2. Par exemple, le substrat SB peut être constitué par une lamelle porte-échantillon, ou par un élément en verre sur lequel est posée une telle lamelle, tandis que le milieu ambiant MA peut être une solution aqueuse contenant, en suspension, des cellules marquées par des fluorophores. Un faisceau lumineux FLI, provenant du substrat SB, est incident sur la surface Se ; sa direction de propagation forme avec la normalez s à la surface un angle θ supérieur à une valeur critique θc(angle limite) (1).The principle underlying evanescent wave fluorescence microscopy is illustrated in Figure 1A. We consider the case of a substrate SB with a refractive index n 2 , having a surface Se in contact with an ambient medium MA with an index n 1 <n 2 . For example, the substrate SB can be constituted by a sample-holding slide, or by a glass element on which such a slide is placed, while the ambient medium MA can be an aqueous solution containing, in suspension, cells marked by fluorophores. A light beam FLI, coming from the substrate SB, is incident on the surface Se; its direction of propagation forms with the normal z s to the surface an angle θ greater than a critical value θ c (limit angle) (1).

Par conséquent le faisceau FLI subit une réflexion totale interne (RTI) formant un faisceau réfléchi FLR et produisant une onde évanescente OE dans le milieu ambiant MA. Cette onde évanescente présente une intensité qui décroit exponentiellement avec la distance z de la surface S : , où la longueur de pénétration δ est donnée par (1bis), λ étant la longueur d’onde du rayonnement lumineux. L’onde évanescente excite les fluorophores contenus dans le milieu ambiant, mais seulement sur une épaisseur de l’ordre de δ, car au-delà son intensité devient rapidement négligeable. A titre d’exemple, pour λ=488 nm, n2=1,514 (verre BK7), n1=1,33 (eau) et on trouve 93 nm, ce qui signifie que seuls les fluorophores situés dans une couche d’environ 100 nm d’épaisseur sont excités et contribuent à la réalisation d’une image de fluorescence.Therefore the FLI beam undergoes a total internal reflection (RTI) forming a reflected beam FLR and producing an evanescent wave OE in the ambient medium MA. This evanescent wave has an intensity which decreases exponentially with the distance z from the surface S: , where the penetration length δ is given by (1bis), λ being the wavelength of the light radiation. The evanescent wave excites the fluorophores contained in the ambient medium, but only over a thickness of the order of δ, because beyond this its intensity quickly becomes negligible. For example, for λ=488 nm, n 2 =1.514 (BK7 glass), n 1 =1.33 (water) and we find 93 nm, which means that only fluorophores located in a layer about 100 nm thick are excited and contribute to the production of a fluorescence image.

La illustre la configuration la plus communément utilisée en microscopie TIRF. Dans le cas de la , un même objectif de microscope OBJ, situé du côté du substrat opposé au milieu MA, est utilisé à la fois pour générer les ondes évanescentes par RTI et pour collecter le rayonnement de fluorescence.There illustrates the most commonly used configuration in TIRF microscopy. In the case of the , the same microscope objective OBJ, located on the side of the substrate opposite to the MA medium, is used both to generate the evanescent waves by RTI and to collect the fluorescence radiation.

Ainsi, par cette technique connue, les images obtenues présentent de multiples qualités : elles bénéficient tout d’abord d’un faible bruit de fond (car les fluorophores situés dans les couches profondes de l’échantillon (hors du champ évanescent) ne sont que très faiblement excités) et d’une résolution axiale relativement élevée.Thus, using this known technique, the images obtained have multiple qualities: first of all, they benefit from low background noise (because the fluorophores located in the deep layers of the sample (outside the evanescent field) are only very weakly excited) and from a relatively high axial resolution.

Des lames de microscope à structure complexe, comme celles basées sur une métallisation en surface ont été par ailleurs conçues pour exalter localement le champ électromagnétique évanescent. De telles lames optiques, qui reposent sur le principe de la résonance de plasmon de surface, permettent d’améliorer la sensibilité de l’imagerie de microscopie. Toutefois, cette solution connue reste limitée en termes de valeur d’exaltation du champ et dans le choix des matériaux, i.e. métaux nobles, qui limitent les conditions d’illumination utilisables ainsi que la biocompatibilité, ce qui n’est pas optimal.Microscope slides with complex structures, such as those based on surface metallization, have also been designed to locally enhance the evanescent electromagnetic field. Such optical slides, which are based on the principle of surface plasmon resonance, can improve the sensitivity of microscopy imaging. However, this known solution remains limited in terms of field enhancement value and in the choice of materials, i.e. noble metals, which limit the usable illumination conditions as well as biocompatibility, which is not optimal.

Une autre technique connue, décrite dans le document de brevet US 2016/0238830, repose sur un guide d’onde multicouches dont les épaisseurs de couche et les indices de réfraction sont choisis pour supporter un mode de fuite guidé. Or les expériences d’imagerie de microscopie effectuées avec cette technique demeurent encore limitées du point de vue sensibilité et résolution notamment.Another known technique, described in patent document US 2016/0238830, is based on a multilayer waveguide whose layer thicknesses and refractive indices are chosen to support a guided leakage mode. However, microscopy imaging experiments carried out with this technique remain limited in terms of sensitivity and resolution in particular.

En outre, il est connu de la demande FR2108879 de réaliser des lamelles de microscopie recouvertes d’empilements de couches nanométriques de matériaux diélectriques conçus pour exalter le champ électromagnétique évanescent à l’interface entre la lamelle et les objets biologiques déposés dessus. Ce type de structure permet d’améliorer la sensibilité des microscopes en réflexion totale interne qui utilisent un objectif du microscope pour atteindre l’angle critique de réflexion totale comme illustré dans la .Furthermore, it is known from application FR2108879 to produce microscopy slides covered with stacks of nanometric layers of dielectric materials designed to enhance the evanescent electromagnetic field at the interface between the slide and the biological objects deposited on it. This type of structure makes it possible to improve the sensitivity of total internal reflection microscopes which use a microscope objective to reach the critical angle of total reflection as illustrated in the .

L’utilisation de ces empilements diélectriques permet de générer cette exaltation à toutes les longueurs d’ondes du spectre visible/proche infrarouge et à tous les angles d’illumination au-delà de l’angle critique de RTI. Cependant cette méthode est optimisée pour des illuminations avec des ondes planes, ce qui n’est pas le cas dans un microscope éclairant l’objet au travers de l’objectif.The use of these dielectric stacks allows to generate this enhancement at all wavelengths of the visible/near infrared spectrum and at all illumination angles beyond the critical angle of RTI. However, this method is optimized for illuminations with plane waves, which is not the case in a microscope illuminating the object through the objective.

En effet, une des limitations principales des structures résonantes en RTI est leur faible tolérance angulaire, celle-ci étant d’autant plus faible que la structure est résonante. Or, contrairement aux applications capteur qui recherchent une exaltation du champ évanescent la plus intense et la plus fine spectralement et angulairement, en microscopie, la résonance voulue est associée à une exaltation plus faible (de la dizaine à quelques centaines) avec une tolérance angulaire au moins de l’ordre de grandeur de la divergence de l’illumination par l’objectif du microscope.Indeed, one of the main limitations of resonant structures in RTI is their low angular tolerance, which is all the lower as the structure is resonant. However, unlike sensor applications which seek the most intense and finest spectral and angular enhancement of the evanescent field, in microscopy, the desired resonance is associated with a lower enhancement (from ten to a few hundred) with an angular tolerance at least of the order of magnitude of the divergence of the illumination by the microscope objective.

En conséquence, il existe un besoin pour une lame optique destinée à un microscope en réflexion totale interne permettant d’exalter le champ évanescent à l’interface entre la lamelle et les objets biologiques déposés dessus avec une tolérance angulaire accrue par rapport aux lames de l’art antérieur.Accordingly, there is a need for an optical slide intended for a total internal reflection microscope allowing the evanescent field to be enhanced at the interface between the slide and the biological objects deposited on it with an increased angular tolerance compared to the slides of the prior art.

A cet effet, un objet de l’invention est un procédé de fabrication d’une lame optique destinée a recevoir un échantillon biologique dans un dispositif de microscopie par réflexion totale interne, ledit procédé comprenant une étape de conception de ladite lame optique et une étape de fabrication matérielle de ladite lame optique ainsi conçue, ledit procédé étant caractérisé en ce que la phase de conception comprend les étapes suivantes :

  • la sélection d’un premier matériau diélectrique présentant un indice de réfraction et d’un deuxième matériau diélectrique présentant un indice de réfraction tel que
  • la sélection d’une longueur d’onde dite d’illumination et d’un angle d’incidence dit optimal en fonction dudit dispositif de microscopie par réflexion totale interne auquel ladite lame optique est destinée
  • la conception d’une première structure comprenant un premier empilement de couches minces diélectriques disposé au dessus d’une couche dite substrat (SB) transparente dans une région spectrale prédéterminée comprenant ladite longueur d’onde d’illumination ledit premier empilement comprenant de couches minces successives et alternées du premier matériau diélectrique et du deuxième matériau diélectrique, une première épaisseur respective de chaque couche mince diélectrique et ledit nombre de couches minces diélectriques étant adaptés de manière à ce que la première structure présente une absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à l’angle d’incidence optimal en régime de réflexion totale interne
  • la détermination d’une première fonction représentative d’une valeur d’une transmission de la première structure dans la région spectrale prédéterminée en fonction d’un nombre de couches minces diélectriques et d’une épaisseur de chaque couche mince diélectrique, et la détermination d’une deuxième fonction représentative d’une intensité d’un champ électrique évanescent généré par la lame optique en régime de réflexion totale interne à la longueur d’onde d’illumination et à l’angle d’incidence optimal en fonction d’un nombre de couches minces diélectriques et de ladite première épaisseur de chaque couche mince diélectrique
  • la conception de ladite lame optique qui comprend un deuxième empilement de couches minces diélectriques dit empilement optimisé disposé au dessus du substrat (SB), l’empilement optimisé comprenant un nombre de couches minces diélectriques successives et alternées du premier matériau diélectrique et du deuxième matériau diélectrique, chacune des couches présentant une épaisseur dite optimisée respective, les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques étant déterminés par une optimisation d’une fonction de mérite basée sur la première fonction et la deuxième fonction de manière à ce que ladite lame optique présente une première absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un premier angle d’incidence en régime de réflexion totale interne et présente une deuxième absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un deuxième angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, avec et ou .
For this purpose, an object of the invention is a method of manufacturing an optical slide intended to receive a biological sample in a total internal reflection microscopy device, said method comprising a step of designing said optical slide and a step of material manufacturing of said optical slide thus designed, said method being characterized in that the design phase comprises the following steps:
  • the selection of a first dielectric material having a refractive index and a second dielectric material having a refractive index such as
  • the selection of a so-called illumination wavelength and a so-called optimal angle of incidence depending on said total internal reflection microscopy device for which said optical slide is intended
  • the design of a first structure comprising a first stack of thin dielectric layers arranged above a so-called substrate (SB) layer transparent in a predetermined spectral region comprising said illumination wavelength said first stack comprising of successive and alternating thin layers of the first dielectric material and the second dielectric material, a first respective thickness of each dielectric thin layer and said number of thin dielectric layers being adapted so that the first structure exhibits resonant absorption at the illumination wavelength and at the optimum angle of incidence in total internal reflection mode
  • the determination of a first function representative of a value of a transmission of the first structure in the predetermined spectral region as a function of a number of dielectric thin layers and a thickness of each dielectric thin layer, and determining a second function representative of an intensity of an evanescent electric field generated by the optical blade in the total internal reflection regime at the illumination wavelength and at the optimum angle of incidence depending on a number of dielectric thin layers and said first thickness of each dielectric thin layer
  • the design of said optical blade which comprises a second stack of thin dielectric layers called optimized stack arranged above the substrate (SB), the optimized stack comprising a number of successive and alternating thin dielectric layers of the first dielectric material and the second dielectric material, each of the layers having a respective so-called optimized thickness, the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers being determined by an optimization of a merit function based on the first function and the second function such that said optical blade exhibits a first resonant absorption at the illumination wavelength and at a first angle of incidence in the total internal reflection regime and exhibits a second resonant absorption at the illumination wavelength and at a second angle of incidence in total internal reflection mode, with And Or .

De manière préférentielle, la fonction de mérite est telle que , avec un paramètre permettant de pondérer un poids respectif de la première fonction et de la deuxième fonction dans ladite optimisation.Preferably, the merit function is such that , with a parameter allowing to weight a respective weight of the first function and the second function in said optimization.

De manière préférentielle, est compris en 0.3 et 0.7.Preferably, is included in 0.3 and 0.7.

De manière préférentielle, l’optimisation est telle que .Preferably, the optimization is such that .

Selon un mode de réalisation, l’optimisation consiste à trouver les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques pour lesquels ladite valeur de la transmission de la première structure dans la région spectrale prédéterminée est maximale et pour lesquels ladite intensité du champ électrique évanescent est maximale.According to one embodiment, the optimization consists of finding the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers for which said value of the transmission of the first structure in the predetermined spectral region is maximum and for which said intensity of the evanescent electric field is maximum.

Selon un mode de réalisation, dans le premier empilement, une couche supérieure du premier empilement est dans le deuxième matériau diélectrique et présente une première épaisseur comprise entre et et dans laquelle les couches inférieures du premier empilement présentent chacune une première épaisseur comprise entre et et dans laquelle dans l’empilement optimisé une couche supérieure du premier empilement est dans le deuxième matériau diélectrique.According to one embodiment, in the first stack, an upper layer of the first stack is in the second dielectric material and has a first thickness of between And and in which the lower layers of the first stack each have a first thickness of between And and wherein in the optimized stack a top layer of the first stack is in the second dielectric material.

Selon un mode de réalisation, la première fonction F1 est représentative d’une transmission d’un rayonnement de fluorescence induit indirectement par une absorption de ladite longueur d’onde d’illumination en réflexion totale interne dans ledit premier empilement illuminé avec ledit angle d’incidence optimal , le rayonnement de fluoresence présentant un spectre compris dans ladite région spectrale, la transmission étant intégrée sur une gamme angulaire d’incidence du rayonnement de fluorescence sur ladite lame optique comprise entre 0 et 80°.According to one embodiment, the first function F1 is representative of a transmission of fluorescence radiation induced indirectly by an absorption of said illumination wavelength. in total internal reflection in said first stack illuminated with said optimal angle of incidence , the fluorescence radiation having a spectrum included in said spectral region, the transmission being integrated over an angular range of incidence of the fluorescence radiation on said optical plate between 0 and 80°.

Un autre objet de l’invention est une lame optique destinée a recevoir un échantillon biologique dans un dispositif de microscopie par réflexion totale interne, la lame optique comprenant :

  • une couche dite substrat transparente dans une région spectrale prédéterminée
  • un empilement dit optimisé disposé au dessus du substrat et comprenant un nombre de couches minces diélectriques successives et alternées d’un premier matériau diélectrique et d’un deuxième matériau diélectrique, chacune des couches présentant une épaisseur dite optimisée respective, les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques étant adaptés de manière à ce que ladite lame optique présente au moins :
  • une première absorption résonnante à une longueur d’onde dite d’illumination et à un premier angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, et
  • une deuxième absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un deuxième angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, avec .
Another object of the invention is an optical slide intended to receive a biological sample in a total internal reflection microscopy device, the optical slide comprising:
  • a so-called substrate layer transparent in a predetermined spectral region
  • a so-called optimized stack placed above the substrate and comprising a number of successive and alternating thin dielectric layers of a first dielectric material and a second dielectric material, each of the layers having a respective so-called optimized thickness, the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers being adapted so that said optical blade has at least:
  • a first resonant absorption at a so-called illumination wavelength and at a first angle of incidence in total internal reflection mode, and
  • a second resonant absorption at the illumination wavelength and at a second angle of incidence in total internal reflection mode, with .

Selon un mode de réalisation :

  • le premier matériau diélectrique présente un indice de réfraction compris entre 1,8 et 3,5 ;
  • le deuxième matériau diélectrique présente un indice de réfraction compris entre 1,2 et 1,7.
According to one embodiment:
  • the first dielectric material has a refractive index between 1.8 and 3.5;
  • the second dielectric material has a refractive index between 1.2 and 1.7.

Selon un mode de réalisation, le premier matériau est à base de Nb2O5, le deuxième matériau est à base de SiO2.According to one embodiment, the first material is based on Nb 2 O 5 , the second material is based on SiO 2 .

Selon un mode de réalisation, le nombre de couches minces diélectriques est inférieur à 30, préférentiellement inférieur à 20.According to one embodiment, the number of thin dielectric layers is less than 30, preferably less than 20.

Selon un mode de réalisation, les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques sont tels que ladite lame optique présente une épaisseur inférieure à 5 et préférentiellement comprise entre 0,5 et 2 .According to one embodiment, the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers are such that said optical blade has a thickness of less than 5 and preferably between 0.5 and 2 .

Selon un mode de réalisation, les épaisseurs optimisées sont supérieures ou égales à 10 nm.According to one embodiment, the optimized thicknesses are greater than or equal to 10 nm.

Un autre objet de l’invention est un dispositif de microscopie par réflexion totale interne comprenant :

  • une lame optique selon l’invention
  • une source de lumière adaptée pour émettre un faisceau lumineux présentant la longueur d’onde d’illumination
  • un dispositif optique adapté pour mettre en forme le faisceau lumineux de manière à ce qu’il illumine ladite lame optique avec ledit angle d’incidence optimisé
  • un détecteur adapté pour détecter un rayonnement de fluorescence émis lorsqu’un échantillon est déposé en correspondance d’une région d’une surface de ladite lame optique où sont produites des ondes évanescentes par une réflexion totale interne dans ladite lame optique du faisceau lumineux mis en forme, ledit rayonnement de fluorescence étant excité par lesdites ondes évanescentes.
Another object of the invention is a total internal reflection microscopy device comprising:
  • an optical blade according to the invention
  • a light source adapted to emit a light beam having the illumination wavelength
  • an optical device adapted to shape the light beam so that it illuminates said optical blade with said optimized angle of incidence
  • a detector adapted to detect fluorescence radiation emitted when a sample is deposited in correspondence with a region of a surface of said optical plate where evanescent waves are produced by total internal reflection in said optical plate of the shaped light beam, said fluorescence radiation being excited by said evanescent waves.

D’autres caractéristiques, détails et avantages de l’invention ressortiront à la lecture de la description faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d’exemple et qui représentent, respectivement :Other characteristics, details and advantages of the invention will emerge from reading the description given with reference to the appended drawings given by way of example and which represent, respectively:

et And

une vue schématique d’un microscope en réflexion totale interne de l’art antérieur ; a schematic view of a prior art total internal reflection microscope;

, une vue schématique d’un dispositif de microscopie par réflexion totale interne selon l’invention ; , a schematic view of a total internal reflection microscopy device according to the invention;

, une vue schématique d’une lame optique selon l’invention, destinée à recevoir un échantillon biologique dans un dispositif de microscopie par réflexion totale interne ; , a schematic view of an optical slide according to the invention, intended to receive a biological sample in a total internal reflection microscopy device;

, l’absorption d’une lame optique selon un mode de réalisation préféré de l’invention en régime de réflexion totale interne, en fonction de l’angle d’incidence et de la longueur d’onde du faisceau incident ; , the absorption of an optical plate according to a preferred embodiment of the invention in total internal reflection mode, as a function of the angle of incidence and the wavelength of the incident beam;

, le facteur d’exaltation du champ électrique évanescent généré à la surface d’une lame optique selon un mode de réalisation préféré de l’invention en régime de réflexion totale interne, en fonction de l’angle d’incidence du faisceau incident ; , the enhancement factor of the evanescent electric field generated on the surface of an optical plate according to a preferred embodiment of the invention in total internal reflection mode, as a function of the angle of incidence of the incident beam;

, et , And

, le facteur d’exaltation du champ électrique évanescent généré à la surface d’une lame optique selon un mode de réalisation préféré de l’invention en régime de réflexion totale interne, en fonction de l’angle d’incidence du faisceau incident, pour deux divergences différentes du faisceau incident , the enhancement factor of the evanescent electric field generated on the surface of an optical plate according to a preferred embodiment of the invention in total internal reflection mode, as a function of the angle of incidence of the incident beam, for two different divergences of the incident beam

, le facteur d’exaltation normalisé par rapport à une lame en verre du champ électrique évanescent généré à la surface d’une lame optique selon un mode de réalisation préféré de l’invention en régime de réflexion totale interne, en fonction de l’angle d’incidence du faisceau incident, , the normalized enhancement factor relative to a glass plate of the evanescent electric field generated on the surface of an optical plate according to a preferred embodiment of the invention in total internal reflection mode, as a function of the angle of incidence of the incident beam,

, une représentation schématique des étapes de la phase de conception du procédé de fabrication selon l’invention. , a schematic representation of the steps of the design phase of the manufacturing method according to the invention.

Dans les figures, sauf contre-indication, les éléments ne sont pas à l’échelle et les références identiques désignent des éléments identiques ou des étapes identiques.In the figures, unless otherwise indicated, elements are not to scale and identical references designate identical elements or identical steps.

La illustre de manière simplifiée un dispositif D de microscopie par réflexion totale interne selon l’invention. Le dispositif D comprend une lame optique LO selon l’invention, une source de lumière SL, un dispositif optique Obj et un détecteur de fluorescence Det.There illustrates in a simplified manner a device D for total internal reflection microscopy according to the invention. The device D comprises an optical slide LO according to the invention, a light source SL, an optical device Obj and a fluorescence detector Det.

On s’attache tout d’abord à décrire le fonctionnement du dispositif D avant de détailler la structure de la lame optique LO. Enfin, on décrira un procédé de fabrication selon l’invention permettant d’obtenir la lame optique LO.We will first describe the operation of the device D before detailing the structure of the optical blade LO. Finally, we will describe a manufacturing method according to the invention for obtaining the optical blade LO.

La lame optique LO est une lame, préférentiellement biocompatible, destinée a recevoir un échantillon biologique E à des fins d’imagerie de microscopie selon une configuration en RTI. Un exemple de structure de lame optique conforme à l’invention est décrit plus loin en relation avec la figure 3 qui illustre schématiquement une coupe selon le plan de la lame optique LO selon l’invention.The optical slide LO is a slide, preferably biocompatible, intended to receive a biological sample E for microscopy imaging purposes according to an RTI configuration. An example of an optical slide structure in accordance with the invention is described further on in relation to FIG. 3 which schematically illustrates a section along the plane of the optical blade LO according to the invention.

La source de lumière SL est adaptée pour émettre un faisceau lumineux Linprésentant une longueur d’onde dite d’illumination prédéterminée. La source SL est une source laser configurée pour émettre à une longueur d’onde typiquement comprise entre 350 et 1300 nm de manière à exciter les fluorophores contenus dans l’échantillon E et ainsi produire l’émission d’un rayonnement de fluorescence FL en étant au moins partiellement transmis par la lame optique LO.The light source SL is adapted to emit a light beam L in having a so-called illumination wavelength predetermined. The SL source is a laser source configured to emit at a wavelength typically between 350 and 1300 nm so as to excite the fluorophores contained in the sample E and thus produce the emission of fluorescence radiation FL while being at least partially transmitted by the optical plate LO.

Le dispositif optique Obj est adapté pour mettre en forme le faisceau lumineux Linde manière à ce qu’il illumine la lame optique avec un angle d’incidence dit optimisé supérieur à l’angle critique.The optical device Obj is adapted to shape the light beam L in so that it illuminates the optical blade with a so-called optimized angle of incidence greater than the critical angle.

De manière préférentielle, comme illustré dans la figure 2, le dispositif optique Obj est un objectif de microscope. L’objectif de microscope peut être à focale variable et à ouverture numérique variable (supérieure à 1,45). Il comprend une optique ou un assemblage plus ou moins complexe de lentilles optiques apte à permettre la formation du faisceau lumineux Linen le focalisant en direction de la lame optique. Il est en outre apte à collecter le faisceau réfléchi et/ou rétrodiffusé issu de la lame optique dans un cône angulaire de 0 à un angle maximum donné par l’ouverture numérique de l’objectif.. L’objectif est généralement du type à immersion dans l’huile et peut présenter une ouverture numérique (O.N.) importante, par exemple de l’ordre de 1,45, ce qui permet d’obtenir une résolution spatiale latérale (perpendiculairement à la direction z) élevée car la résolution spatiale latérale est donnée par . De plus, un objectif Obj avec une ouverture numérique O.N. élevée est avantageux car cela permet de déplacer le faisceau lumineux incident par rapport à l’axe optique OA et ainsi obtenir une forte déviation du faisceau incident par l’objectif, le faisceau pouvant ainsi se propager avec un angle d’incidence élevé et suffisant pour obtenir une RTI.Preferably, as illustrated in Figure 2, the optical device Obj is a microscope objective. The microscope objective can have a variable focal length and a variable numerical aperture (greater than 1.45). It comprises an optic or a more or less complex assembly of optical lenses capable of allowing the formation of the light beam L in by focusing it in the direction of the optical plate. It is also capable of collecting the reflected and/or backscattered beam from the optical plate in an angular cone from 0 to a maximum angle given by the numerical aperture of the objective. The objective is generally of the oil immersion type and can have a large numerical aperture (NA), for example of the order of 1.45, which makes it possible to obtain a high lateral spatial resolution (perpendicular to the z direction) because the lateral spatial resolution is given by . Additionally, an Obj objective with a high numerical aperture ON is advantageous because it allows the incident light beam to be moved relative to the optical axis OA and thus obtain a strong deviation of the incident beam through the lens, the beam thus being able to propagate with an angle of incidence high and sufficient to obtain an RTI.

Alternativement, le dispositif optique Obj comprend un ou plusieurs lentilles et/ou miroirs pour focaliser le faisceau lumineux Linet éventuellement un prisme ou une métasurface pour que le faisceau lumineux Linillumine la lame optique avec l’angle d’incidence optimisé Alternatively, the optical device Obj comprises one or more lenses and/or mirrors to focus the light beam L in and optionally a prism or a metasurface so that the light beam L in illuminates the optical plate with the optimized angle of incidence.

Cet angle d’incidence optimisé est supérieur à l’angle critique à l’interface entre une surface SE de la lame destinée à recevoir l’échantillon E et le milieu ambiant (typiquement liquide) comprenant l’échantillon. L’angle d’incidence optimisé est typiquement compris entre 62 et 80 degrés pour un environnement biologique d’indice de réfraction compris entre 1,33 et 1,35. Ainsi, la RTI du faisceau lumineux Linsur ladite interface produit des ondes évanescentes OE. L’échantillon E étant placé en correspondance d’une région de la surface SE où sont produites les ondes évanescentes, les fluorophores de l’échantillon vont générer un rayonnement de fluorescence FL excité par les ondes évanescentes OE.This optimized angle of incidence is greater than the critical angle at the interface between a surface SE of the blade intended to receive the sample E and the ambient medium (typically liquid) comprising the sample. The optimized angle of incidence is typically between 62 and 80 degrees for a biological environment with a refractive index between 1.33 and 1.35. Thus, the RTI of the light beam L in on said interface produces evanescent waves OE. The sample E being placed in correspondence with a region of the surface SE where the evanescent waves are produced, the fluorophores of the sample will generate a fluorescence radiation FL excited by the evanescent waves OE.

Le rayonnement de fluorescence FL émis est alors collecté par l’objectif Obj puis est dirigé, vers le détecteur Det afin d’être détecté. Ce détecteur Det est typiquement une caméra CCD ou CMOS dont la bande spectrale est adaptée à la détection du rayonnement de fluorescence FL réémis en provenance de l’échantillon E. Il convertit l’intensité lumineuse reçue en un signal électrique à destination d’une unité de traitement (non représentée sur les figures). L’unité de traitement est raccordée électriquement à la source de lumière SL, au détecteur Det et à l’objectif de microscope Obj de manière à pouvoir piloter ces éléments à des fins d’acquisition d’images de l’échantillon E en régime de RTI.The emitted fluorescence radiation FL is then collected by the objective Obj and is directed towards the detector Det in order to be detected. This detector Det is typically a CCD or CMOS camera whose spectral band is adapted to the detection of the fluorescence radiation FL re-emitted from the sample E. It converts the light intensity received into an electrical signal intended for a processing unit (not shown in the figures). The processing unit is electrically connected to the light source SL, the detector Det and the microscope objective Obj so as to be able to control these elements for the purpose of acquiring images of the sample E in RTI mode.

A titre d’exemple non limitatif, le dispositif D illustré dans la figure 2 repose sur le principe d’épifluorescence dont l’observation de la fluorescence est effectuée dans une configuration par réflexion au moyen d’une lame ou d’un miroir dichroïque 50 par exemple. Cette configuration particulière permet de dissocier le chemin optique emprunté par la lumière d’excitation , du chemin optique emprunté par le rayonnement de fluorescence FL.As a non-limiting example, the device D illustrated in FIG. 2 is based on the principle of epifluorescence, the observation of the fluorescence of which is carried out in a configuration by reflection using a slide or a dichroic mirror 50 for example. This particular configuration makes it possible to dissociate the optical path taken by the excitation light. , of the optical path taken by the FL fluorescence radiation.

De manière préférentielle, l’angle d’incidence optimisé est compris entre 62 et 80 degrés. La borne basse de la plage précitée (62 degrés) est donnée par la valeur d’indice de réfraction de l’échantillon étudié. Quant à la borne haute de la plage précitée (80 degrés), elle est définie en fonction de la valeur de l’ouverture numérique utilisée pour l’observation de microscopie. L’ouverture numérique typique de l’objectif de microscope Obj du dispositif D est supérieure ou égale à 1,45. L’objectif de microscope Obj est de préférence à ouverture numérique et à focale variable.Preferably, the optimized angle of incidence is between 62 and 80 degrees. The lower limit of the above range (62 degrees) is given by the refractive index value of the sample studied. As for the upper limit of the above range (80 degrees), it is defined according to the value of the numerical aperture used for microscopy observation. The typical numerical aperture of the microscope objective Obj of the device D is greater than or equal to 1.45. The microscope objective Obj is preferably of numerical aperture and variable focal length.

On s’attache à décrire ci-après avec plus de détails la structure de la lame optique selon l’invention, telle que représentée dans la .The structure of the optical blade according to the invention, as shown in the figure, will be described in more detail below. .

La lame optique LO possède la première face SE, et une deuxième face SI, opposée à la première, et définit un axe d’empilement s’étendant entre ces deux faces opposées selon la direction . La première face SE est destinée à recevoir l’échantillon biologique E à observer et la deuxième face SI est la face illuminée par le faisceau lumineux . La première face SE constitue l’interface où une exaltation du champ électromagnétique évanescent OE est produite par la lame optique 10.The optical blade LO has the first face SE, and a second face SI, opposite the first, and defines a stacking axis extending between these two opposite faces in the direction The first face SE is intended to receive the biological sample E to be observed and the second face SI is the face illuminated by the light beam. . The first face SE constitutes the interface where an exaltation of the evanescent electromagnetic field OE is produced by the optical blade 10.

Selon le mode de réalisation illustré dans la figure 2, la lame optique LO et l’objectif de microscope Obj sont agencés de sorte que l’axe d’empilement de la lame soit confondu avec l’axe optique OA de l’objectif. Autrement dit, la lame optique LO et l’objectif de microscope Obj sont orientés l’un par rapport à l’autre de manière à ce que l’interface optique formée entre la lame optique LO et l’échantillon E soit perpendiculaire à l’axe optique OA, selon la direction .According to the embodiment illustrated in FIG. 2, the optical slide LO and the microscope objective Obj are arranged such that the stacking axis of the slide coincides with the optical axis OA of the objective. In other words, the optical slide LO and the microscope objective Obj are oriented relative to each other such that the optical interface formed between the optical slide LO and the sample E is perpendicular to the optical axis OA, according to the direction .

Selon l’invention, la lame optique LO comprend un substrat SB transparent optiquement dans une région spectrale qui comprend la longueur d’onde d’illumination et qui comprend la gamme spectrale du rayonnement de fluorescence FL. Par exemple, le substrat SB est une lamelle de microscope en verre sodocalcique d’indice 1,5 (ou tout autre support optiquement transparent calibré en épaisseur).According to the invention, the optical blade LO comprises an optically transparent substrate SB in a spectral region which comprises the illumination wavelength. and which includes the spectral range of FL fluorescence radiation. For example, the SB substrate is a soda-lime glass microscope slide with an index of 1.5 (or any other optically transparent support calibrated in thickness).

En outre, la lame optique LO comprend un empilement de couches diélectriques (appelé empilement optimisé EO ci-après) disposé directement au dessus du substrat SB. Cet empilement optimisé EO est particulièrement adapté pour permettre une exaltation du champ électrique évanescent OE produit à la surface SE dans une configuration de RTI du faisceau . Ainsi, lorsque le dispositif de la figure 2 est en fonctionnement, l’échantillon biologique E qui est disposé sur la couche supérieure est illuminé par le faisceau à la longueur d’onde d’illumination après avoir traversé la lame optique. Plus précisément, le faisceau traverse le substrat SB, puis l’empilement diélectrique EO jusqu’à atteindre l’interface entre la couche supérieure et l’échantillon E sous l’angle d’incidence optimisé . L’onde évanescente OE créée par la RTI voit son intensité amplifiée grâce à la structure résonnante de l’empilement EO, ce qui permet d’augmenter significativement les performances d’imagerie de microscopie TIRF, en particulier en termes de sensibilité et de résolution axiale.In addition, the optical blade LO comprises a stack of dielectric layers (hereinafter called optimized stack EO) arranged directly above the substrate SB. This optimized stack EO is particularly suitable for enabling an enhancement of the evanescent electric field OE produced at the surface SE in an RTI configuration of the beam. . Thus, when the device of Figure 2 is in operation, the biological sample E which is placed on the upper layer is illuminated by the beam at the illumination wavelength after passing through the optical blade. More precisely, the beam passes through the SB substrate, then the EO dielectric stack until reaching the interface between the upper layer and the E sample at the optimized angle of incidence . The evanescent wave OE created by the RTI sees its intensity amplified thanks to the resonant structure of the EO stack, which makes it possible to significantly increase the imaging performance of TIRF microscopy, in particular in terms of sensitivity and axial resolution.

Comme illustré sur la figure 3, cet empilement EO est formé d’une succession de couches minces alternées d’un premier matériau diélectrique à indice de réfraction (couches minces référencées ) et d’un deuxième matériau diélectrique à indice de réfraction (couches minces référencées ), avec .As illustrated in Figure 3, this EO stack is formed by a succession of alternating thin layers of a first dielectric material with a refractive index (thin layers referenced ) and a second dielectric material with a refractive index (thin layers referenced ), with .

La couche mince destinée a être contact avec l’échantillon E (appelée couche supérieure) est réalisée dans l’un des deux matériaux diélectriques. De préférence, cette couche est réalisée dans un matériau diélectrique biocompatible, par exemple en SiO2, TiO2, Nb2O5… . La face supérieure de cette couche supérieure correspond à la face SE précédemment introduite. Quant à la face SI illuminée par le faisceau , elle correspond à la face inférieure du substrat SB.The thin layer intended to be in contact with the sample E (called the upper layer) is made of one of the two dielectric materials. Preferably, this layer is made of a biocompatible dielectric material, for example SiO 2 , TiO 2 , Nb 2 O 5 … . The upper face of this upper layer corresponds to the face SE previously introduced. As for the face SI illuminated by the beam , it corresponds to the lower face of the SB substrate.

Dans la lame optique LO de l’invention, chacune des couches diélectriques présente une épaisseur dite optimisée respective choisie notamment en fonction de la longueur d’onde d’illumination , de l’angle d’incidence optimisé , de la polarisation incidente et des indices de réfraction et . Le procédé de fabrication et la face de conception de la lame optique LO de l’invention seront détaillés plus loin dans la description de la figure 7. On se limitera brièvement à préciser que les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques sont adaptés de manière à ce que la lame optique LO présente au moins une double résonance à la longueur d’onde d’illumination en RTI pour deux angles d’incidence distincts. Plus précisément, les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques sont tels que la lame optique présente :

  • une première absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un premier angle d’incidence en RTI, et
  • une deuxième absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un deuxième angle d’incidence en RTI.
In the optical blade LO of the invention, each of the dielectric layers has a respective so-called optimized thickness chosen in particular as a function of the illumination wavelength. , of the optimized angle of incidence , incident polarization and refractive indices And . The manufacturing process and the design face of the optical blade LO of the invention will be detailed later in the description of figure 7. We will briefly limit ourselves to specifying that the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers are adapted so that the optical plate LO exhibits at least a double resonance at the illumination wavelength in RTI for two distinct angles of incidence. More precisely, the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers are such that the optical blade has:
  • a first resonant absorption at the illumination wavelength and at a first angle of incidence in RTI, and
  • a second resonant absorption at the illumination wavelength and at a second angle of incidence in RTI.

Les angles d’incidence et sont choisis de manière à ce que soit compris entre 0.4° et 3°, préférentiellement compris entre 0.4° et 1.5°. Plus précisément, on souhaite avoir de l’ordre de grandeur de la divergence du microscope donc selon les systèmesAngles of incidence And are chosen so that is between 0.4° and 3°, preferably between 0.4° and 1.5°. More precisely, we want to have of the order of magnitude of the divergence of the microscope therefore according to the systems

Il est entendu que la lame optique LO de l’invention peut comprendre plus de deux résonances tant que les conditions précitées restent vérifiées.It is understood that the optical blade LO of the invention can comprise more than two resonances as long as the aforementioned conditions remain verified.

L’empilement EO de multicouches diélectriques couplé au substrat SB permet d’assurer une exaltation significative du champ électromagnétique évanescent OE à l’interface entre la lame optique et l’échantillon avec une tolérance angulaire très supérieure aux lames optiques de l’art antérieur. Cette exaltation permet d’accroitre l’intensité du rayonnement de fluorescence FL, ce qui améliore la sensibilité de l’imagerie microscopique ainsi que la résolution axiale du dispositif D.The EO stack of dielectric multilayers coupled to the SB substrate ensures a significant enhancement of the evanescent electromagnetic field OE at the interface between the optical blade and the sample with an angular tolerance much greater than the optical blades of the prior art. This enhancement increases the intensity of the FL fluorescence radiation, which improves the sensitivity of microscopic imaging as well as the axial resolution of the device D.

En effet, les lames optiques résonantes de l’art antérieur sont optimisées pour présenter une résonance étroite spectralement et angulairement, pour un angle d’incidence optimal prédéterminé et pour une onde d’illumination théoriquement plane. Elles présentent ainsi un facteur d’exaltation « théorique » du champ électromagnétique évanescent très élevé. Cependant, selon les lois de l’optique géométrique, le faisceau présente une divergence angulaire naturelle non négligeable après avoir traversé l’objectif (typiquement comprise entre 0.5° et 1°). Aussi, le faisceau incident sur la lame optique LO présente en réalité une pluralité d’angles d’incidences centrés autour de l’angle d’incidence optimal. Cela implique que le facteur d’exaltation des ondes évanescentes OE induit par la lame optique pour rayons selon les angles d’incidences autres que l’angle d’incidence optimal est en pratique nettement plus faible que le facteur d’exaltation « théorique ».Indeed, the prior art resonant optical blades are optimized to exhibit a spectrally and angularly narrow resonance, for a predetermined optimal angle of incidence and for a theoretically planar illumination wave. They thus exhibit a very high "theoretical" enhancement factor of the evanescent electromagnetic field. However, according to the laws of geometric optics, the beam has a non-negligible natural angular divergence after passing through the objective (typically between 0.5° and 1°). Also, the beam incident on the optical plate LO actually has a plurality of angles of incidence centered around the optimum angle of incidence. This implies that the evanescent wave enhancement factor OE induced by the optical plate for rays at angles of incidence other than the optimum angle of incidence is in practice significantly lower than the “theoretical” enhancement factor.

Dans l’invention, la présence de deux résonances (ou plus) proches angulairement permet un recouvrement partiel entre les bandes de résonnances. Ce chevauchement permet d’élargir la tolérance angulaire de la lame optique LO afin qu’elle présente un facteur d’exaltation « réel » six à dix fois plus important que les lames optiques de l’art antérieur (voir figure 6) (voir plus dans le cas de multi-résonances). La tolérance angulaire de la lame de l’invention est spécifiquement choisie afin d’être supérieure ou égale à la divergence du faisceau après sa traversée de l’objectif du microscope Obj qui est typiquement comprise entre 0.5° et 1°.In the invention, the presence of two (or more) angularly close resonances allows a partial overlap between the resonance bands. This overlap allows to widen the angular tolerance of the optical plate LO so that it has a "real" enhancement factor six to ten times greater than the optical plates of the prior art (see figure 6) (see more in the case of multi-resonances). The angular tolerance of the plate of the invention is specifically chosen in order to be greater than or equal to the divergence of the beam after passing through the microscope objective Obj which is typically between 0.5° and 1°.

Par de nombreuses simulations et expériences, les inventeurs ont observé que cette résonance multiple n’était possible qu’avec un empilement EO comprenant un nombre de couches minces diélectriques.Through numerous simulations and experiments, the inventors observed that this multiple resonance was only possible with an EO stack comprising a number of thin dielectric layers.

Comme évoqué précédemment, l’épaisseur optimisée de chaque couche de l’empilement est choisie notamment en fonction de la longueur d’onde d’illumination , de l’angle d’incidence optimisé , de la polarisation et des indices de réfraction et . L’angle d’incidence optimisé correspond ici à l’angle d’incidence sous lequel le faisceau doit illuminer la lame optique à longueur d’onde d’illumination pour obtenir un facteur d’exaltation des ondes évanescentes OE avec une tolérance angulaire optimisée. Il est compris entre et (ou entre et si ) pour bénéficier du chevauchement de la bande de la première absorption résonante et de la bande de la deuxième absorption résonante. Préférentiellement, les épaisseurs optimisées et le nombre sont tels que .As mentioned above, the optimized thickness of each layer of the stack is chosen in particular according to the illumination wavelength. , of the optimized angle of incidence , polarization and refractive indices And . The optimized angle of incidence corresponds here to the angle of incidence at which the beam must illuminate the optical blade at illumination wavelength to obtain an evanescent wave exaltation factor OE with an optimized angular tolerance. It is between And (or between And if ) to benefit from the overlap of the band of the first resonant absorption and the band of the second resonant absorption. Preferably, the optimized thicknesses and the number are such that .

Les épaisseurs optimisées sont généralement comprises entre 5 et 500 nanomètres. De manière préférentielle, les épaisseurs optimisées sont supérieures ou égale à 10 nm afin de faciliter la fabrication de la lame optique LO. En effet, le contrôle précis de l’épaisseur de couches d’épaisseur inférieure à 10 nm est techniquement complexe à réaliser.The optimized thicknesses are generally between 5 and 500 nanometers. Preferably, the optimized thicknesses are greater than or equal to 10 nm in order to facilitate the manufacture of the LO optical blade. Indeed, the precise control of the thickness of layers with a thickness of less than 10 nm is technically complex to achieve.

De manière préférentielle, le premier matériau diélectrique présente un indice de réfraction compris entre 1,8 et 3,5 et le deuxième matériau diélectrique présente un indice de réfraction compris entre 1,2 et 1,7. Par exemple, le premier matériau est à base de Nb2O5, le deuxième matériau est à base de SiO2.Preferably, the first dielectric material has a refractive index between 1.8 and 3.5 and the second dielectric material has a refractive index between 1.2 and 1.7. For example, the first material is based on Nb 2 O 5 , the second material is based on SiO 2 .

De manière préférentielle, le nombre de couches minces diélectriques est inférieur à 30, préférentiellement inférieur à 20. En effet, les inventeurs ont observés que, comparativement à une lame optique LO avec un nombre de couche inférieur à 20, un nombre de couches diélectriques supérieur ou égal à 20 augmente la complexité du procédé de fabrication mais ne permet qu’un gain minime (voir nul) du facteur d’exaltation des ondes évanescentes.Preferably, the number of thin dielectric layers is less than 30, preferably less than 20. Indeed, the inventors have observed that, compared to an optical blade LO with a number of layers less than 20, a number of dielectric layers greater than or equal to 20 increases the complexity of the manufacturing process but only allows a minimal gain (or even zero) in the evanescent wave exaltation factor.

De manière préférentielle, afin de limiter les aberrations optiques induites par l’utilisation de la lame optique dans le dispositif D, les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques sont tels que ladite lame optique présente une épaisseur inférieure à 5 et préférentiellement comprise entre 0,5 et 2 .Preferably, in order to limit the optical aberrations induced by the use of the optical blade in the device D, the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers are such that said optical blade has a thickness of less than 5 and preferably between 0.5 and 2 .

Exemple préféré :Favorite example:

Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, l’empilement optimisé EO de la lame optique LO comprend 14 couches diélectriques alternées de SiO2et Nb2O5.La couche supérieure de l’empilement (celle destinée à être en contact avec l’échantillon) est en SiO2. Les épaisseurs optimisées des couches minces diélectriques sont, de la couche supérieure à la couche inférieure en contact avec le substrat, respectivement :20 nm, 26.5 nm, 91.6 nm, 101.8 nm, 242.7 nm, 60.25 nm, 30.2 nm, 20 nm, 273.4 nm, 29.1 nm, 83.1 nm, 20 nm, 530.6 nm, 97.6 nm. According to a preferred embodiment of the invention, the optimized stack EO of the optical blade LO comprises 14 alternating dielectric layers of SiO 2 and Nb 2 O 5 . The upper layer of the stack (the one intended to be in contact with the sample) is made of SiO 2 . The optimized thicknesses of the thin dielectric layers are, from the upper layer to the lower layer in contact with the substrate, respectively: 20 nm, 26.5 nm, 91.6 nm, 101.8 nm, 242.7 nm, 60.25 nm, 30.2 nm, 20 nm, 273.4 nm, 29.1 nm, 83.1 nm, 20 nm, 530.6 nm, 97.6 nm.

Cette structure est optimisée pour une longueur d’onde d’illumination et pour un angle d’incidence optimisé Ces épaisseurs optimisées sont déterminées par la méthode de la décrite plus loin. Les indices des couches sont respectivement n2(SiO2) = 1.486 et n1(Nb2O5) = 2.292 à 561 nm.This structure is optimized for an illumination wavelength and for an optimized angle of incidence These optimized thicknesses are determined by the method of described further below. The layer indices are respectively n2(SiO2) = 1.486 and n1(Nb2O5) = 2.292 at 561 nm.

La transmission moyenne de cette structure, intégrée angulairement entre 0 et 80 degrés, et spectralement entre 561 et 700 nm est de 53%.The average transmission of this structure, angularly integrated between 0 and 80 degrees, and spectrally between 561 and 700 nm is 53%.

La figure 4A est un graphique présentant l’absorption optique de l’empilement EO selon le mode de réalisation préféré de l’invention, avec un milieu liquide au-dessus de la couche supérieure, en fonction de l’angle d’incidence et la longueur d’onde d’illumination. On observe quatre bandes de résonances, dont la bande de la première absorption résonante (référencée B1 sur la figure 4A) et la bande de la deuxième absorption résonante (référencée B2 sur la figure 4A). A la longueur d’onde d’illumination , la première absorption résonante est centrée sur l’angle et la deuxième absorption résonante est centrée sur l’angle On rappelle ici que le tracé de la figure 4A représente une courbe d’absorption et, par conséquent, n’est qu’un tracé indirect de l’exaltation du champ évanescent généré en RTI sur la surface SE. En effet, la dépendance entre l’exaltation et l’absorption n’est pas linéaire, et la tolérance angulaire de l’exaltation résonante ne peut être directement déterminée à partir de la figure 4A. Le calcul exact montre qu’elle est néanmoins d’environ 1°. Comme évoqué précédemment, cette valeur de tolérance angulaire correspond à la borne supérieure de la divergence typique du faisceau après sa traversée de l’objectif du microscope Obj.Figure 4A is a graph showing the optical absorption of the EO stack according to the preferred embodiment of the invention, with a liquid medium above the upper layer, as a function of the angle of incidence and the illumination wavelength. Four resonance bands are observed, including the band of the first resonant absorption (referenced B1 in Figure 4A) and the band of the second resonant absorption (referenced B2 in Figure 4A). At the illumination wavelength , the first resonant absorption is centered on the angle and the second resonant absorption is centered on the angle It is recalled here that the plot in Figure 4A represents an absorption curve and, consequently, is only an indirect plot of the enhancement of the evanescent field generated in RTI on the SE surface. Indeed, the dependence between enhancement and absorption is not linear, and the angular tolerance of the resonant enhancement cannot be directly determined from Figure 4A. The exact calculation shows that it is nevertheless about 1°. As mentioned previously, this angular tolerance value corresponds to the upper limit of the typical divergence of the beam after passing through the microscope objective Obj.

La figure 4B est une courbe qui représente la valeur du facteur d‘exaltation du champ évanescent généré en RTI par la lame optique selon le mode de réalisation préféré de l’invention en fonction de l’angle d’incidence du faisceau , à la longueur d’onde d’illumination . La courbe de la figure 4B correspond à une coupe horizontale de la figure précédente pour la longueur d’onde d’illumination , mais pour l’intensité du champ évanescent et non pas l’absorption. Comme attendu, la courbe de la figure 4B comprend les deux pics d’exaltation associés à la première et la deuxième absorption résonante . On observe que ces absorptions résonantes permettent d’obtenir un facteur d’exaltation respectif de l’intensité du champ évanescent de l’ordre de 75. Cependant, cette valeur du facteur d’exaltation est une valeur « théorique » obtenue pour une illumination avec une onde plane. En pratique, il faut tenir compte de la divergence du faisceau pour estimer la valeur réelle du facteur d’exaltation.Figure 4B is a curve which represents the value of the enhancement factor of the evanescent field generated in RTI by the optical blade according to the preferred embodiment of the invention as a function of the angle of incidence of the beam. , at the illumination wavelength . The curve in Figure 4B corresponds to a horizontal section of the previous figure for the illumination wavelength , but for the evanescent field intensity and not the absorption. As expected, the curve in Figure 4B includes the two exaltation peaks associated with the first and second resonant absorption . It is observed that these resonant absorptions make it possible to obtain a respective exaltation factor of the intensity of the evanescent field of the order of 75. However, this value of the exaltation factor is a "theoretical" value obtained for illumination with a plane wave. In practice, the divergence of the beam must be taken into account. to estimate the real value of the exaltation factor.

Pour cela, les figures 5A et 5B représentent une courbe de la valeur du facteur l’exaltation de l’intensité du champ évanescent généré en RTI en fonction de l’angle d’incidence du faisceau , à la longueur d’onde d’illumination et pour deux divergences différentes du faisceau . La courbe de la est obtenue pour une divergence de 0,6° alors que la courbe de la est obtenue pour une divergence de 0,9°.For this, figures 5A and 5B represent a curve of the value of the factor of the exaltation of the intensity of the evanescent field generated in RTI as a function of the angle of incidence of the beam. , at the illumination wavelength and for two different beam divergences . The curve of the is obtained for a divergence of 0.6° while the curve of the is obtained for a divergence of 0.9°.

On observe que la prise en compte de la divergence du faisceau produit une intégration angulaire de la première et la deuxième absorption résonante qui fait disparaitre cette double résonance au profit d’une seule résonance « moyennée » centrée sur l’angle d’incidence optimisé . Cette résonance « moyennée » présente un facteur d’exaltation de valeur inférieure aux valeurs associées aux résonances simples (c’est-à-dire la valeur « théorique » de la ) mais plus élevée que ce qui peut être obtenu avec une unique résonance optimisée.It is observed that taking into account the beam divergence produces an angular integration of the first and second resonant absorptions which makes this double resonance disappear in favor of a single “averaged” resonance centered on the optimized angle of incidence . This "averaged" resonance has an exaltation factor of lower value than the values associated with simple resonances. (i.e. the “theoretical” value of the ) but higher than what can be achieved with a single optimized resonance.

Ainsi, pour un faisceau à la longueur d’onde d’illumination et pour l’angle d’incidence optimisé la lame optique LO selon le mode de réalisation préféré de l’invention permet d’obtenir un facteur d’exaltation d’environ 35 pour une divergence de 0,6° et d’environ 30 pour une divergence de 0,9°. De manière logique, une divergence plus importante implique un moyennage angulaire plus important de la première et la deuxième absorption résonante et donc une réduction plus importante du facteur d’exaltation.So, for a beam at the illumination wavelength and for the optimized angle of incidence the optical blade LO according to the preferred embodiment of the invention makes it possible to obtain an enhancement factor of about 35 for a divergence of 0.6° and of about 30 for a divergence of 0.9°. Logically, a greater divergence implies a greater angular averaging of the first and second resonant absorption and therefore a greater reduction in the excitement factor.

La figure 6 est une courbe qui présente la valeur du facteur d’exaltation du rayonnement de fluorescence produit par la lame optique LO selon le mode de réalisation préféré de l’invention en fonction de la divergence du faisceau incident, pour l’angle d’incidence optimisé . La valeur du facteur d’exaltation est calculée avec une intégration sur un cône angulaire allant de 0° à 80° du rayonnement de fluorescence FL, en tenant compte de la transmission moyenne de la lame optique LO, puis est normalisée par rapport à la valeur du facteur d’exaltation obtenue par une lame en verre.Figure 6 is a curve which shows the value of the enhancement factor of the fluorescence radiation produced by the optical blade LO according to the preferred embodiment of the invention as a function of the divergence of the incident beam, for the optimized angle of incidence. The value of the enhancement factor is calculated with an integration over an angular cone ranging from 0° to 80° of the FL fluorescence radiation, taking into account the average transmission of the LO optical slide, then is normalized with respect to the value of the enhancement factor obtained by a glass slide.

En outre, la comprend une zone grisée qui correspond à la gamme de divergence d’un faisceau laser focalisé par un microscope commercial.In addition, the includes a gray area that corresponds to the divergence range of a laser beam focused by a commercial microscope.

La permet d’observer que la lame optique LO selon le mode de réalisation préféré de l’invention permet d’obtenir des facteurs d’exaltations élevés pour une plage de divergences larges qui regroupe la plupart des microscopes commerciaux existants. Plus précisément, la lame optique LO permet d’obtenir un facteur d’exaltation de fluorescence normalisé de l’ordre de 7.There allows to observe that the LO optical slide according to the preferred embodiment of the invention makes it possible to obtain high enhancement factors for a wide divergence range which includes most existing commercial microscopes. More precisely, the LO optical slide makes it possible to obtain a normalized fluorescence enhancement factor of the order of 7.

Bien que les courbes des figures 4A à 6 aient été décrites en relation avec la lame optique LO selon le mode de réalisation préféré de l’invention, l’homme de l’art saura reproduire des résultats équivalents sans sortir du cadre de l’invention avec des matériaux diélectriques différents, et/ou des épaisseurs optimisées différentes et/ou un nombre de couches différent en les adaptant à une longueur d’onde et un angle d’incidence optimisé prédéterminés.Although the curves of Figures 4A to 6 have been described in relation to the optical blade LO according to the preferred embodiment of the invention, those skilled in the art will be able to reproduce equivalent results without departing from the scope of the invention with different dielectric materials, and/or different optimized thicknesses and/or a number of layers different by adapting them to a wavelength and an optimized angle of incidence predetermined.

On s’attache maintenant à décrire le procédé de fabrication de la lame optique LO selon l’invention. Ce procédé de fabrication comprend une phase de conception de la lame optique puis une phase de fabrication matérielle de la lame optique conçue. Les différentes étapes A à E de la phase de conception sont illustrées dans la .We now focus on describing the manufacturing process of the optical blade LO according to the invention. This manufacturing process comprises a phase of designing the optical blade and then a phase of material manufacturing of the designed optical blade. The different steps A to E of the design phase are illustrated in the .

Dans une première étape A, on sélectionne le premier matériau diélectrique d’indice et le deuxième matériau diélectrique d’indice tel que . Le matériau d’indice n2est de préférence de la silice pour la compatibilité biologique et le matériaux d’indice n1peut être par exemple du Nb2O5, du TiO2, du HfO2ou du Ta2O5.In a first step A, we select the first dielectric material of index and the second dielectric material of index such as . The material of index n 2 is preferably silica for biological compatibility and the material of index n 1 can be for example Nb 2 O 5 , TiO 2 , HfO 2 or Ta 2 O 5 .

Dans une deuxième étape B, on sélectionne la longueur d’onde d’illumination et l’angle d’incidence optimal en fonction du dispositif de microscopie par réflexion totale interne auquel la lame optique est destinée. Il s’agit ici typiquement de choisir une longueur d’onde d’illumination égale à la longueur d’onde de la source de lumière du dispositif de microscopie. L’angle d’incidence optimal est choisi de manière à être supérieur à l’angle critique de RTI pour une interface formée entre un milieu liquide et une couche dans le deuxième matériau diélectrique et en fonction de la valeur de l’ouverture numérique utilisée pour l’observation de microscopie.In a second step B, the illumination wavelength is selected and the optimal angle of incidence depending on the total internal reflection microscopy device for which the optical slide is intended. This typically involves choosing an illumination wavelength equal to the wavelength of the light source of the microscopy device. The optimal angle of incidence is chosen to be greater than the critical angle of RTI for an interface formed between a liquid medium and a layer in the second dielectric material and depending on the value of the numerical aperture used for microscopy observation.

Après l’étape B, la phase de conception comprend une étape C consistant à concevoir une première structure comprenant un premier empilement de couches minces diélectriques disposé au-dessus d’un substrat SB. Le substrat SB est transparent dans une région spectrale prédéterminée comprenant la longueur d’onde d’illumination et le rayonnement de fluorescence FL généré indirectement par la longueur d’onde d’illumination .After step B, the design phase comprises a step C consisting of designing a first structure comprising a first stack of dielectric thin layers arranged above a substrate SB. The substrate SB is transparent in a predetermined spectral region comprising the illumination wavelength. and the FL fluorescence radiation generated indirectly by the illumination wavelength .

Le premier empilement comprend couches minces successives et alternées du premier matériau diélectrique et du deuxième matériau diélectrique, chaque couche mince diélectrique présentant une première épaisseur respective. Les premières épaisseurs et le nombre de couches minces diélectriques sont adaptés de manière à ce que la première structure présente une unique absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à l’angle d’incidence optimal en régime de réflexion totale interne.The first stack includes successive and alternating thin layers of the first dielectric material and the second dielectric material, each dielectric thin layer having a respective first thickness. The first thicknesses and the number of thin dielectric layers are adapted so that the first structure exhibits a unique resonant absorption at the illumination wavelength and at the optimum angle of incidence in a regime of total internal reflection.

Cette étape C est connue en soit et est effectuée par le biais d’un logiciel de simulation et d'optimisation de couches minces optiques comme par exemple Optilayer ou par le biais d’un calcul direct.This step C is known in itself and is carried out using thin optical layer simulation and optimization software such as Optilayer or by direct calculation.

Selon un mode de réalisation, dans le premier empilement, la couche supérieure du premier empilement est dans le deuxième matériau diélectrique et présente une première épaisseur comprise entre et . La valeur exacte de l’épaisseur de la couche supérieure dépend des indices des matériaux diélectriques, de la longueur d’onde de résonnance souhaitée et de l’angle de résonnance souhaité. En outre, les couches inférieures du premier empilement (c’est-à-dire celles en dessous de la couche supérieure) présentent chacune une première épaisseur comprise entre et . Préférentiellement, ce sont des couches d’épaisseur .According to one embodiment, in the first stack, the upper layer of the first stack is in the second dielectric material and has a first thickness of between And . The exact value of the thickness of the top layer depends on the indices of the dielectric materials, the desired resonance wavelength and the desired resonance angle. In addition, the lower layers of the first stack (i.e. those below the upper layer) each have a first thickness of between And . Preferably, these are layers of thickness .

Par exemple, afin de concevoir la lame optique du mode de réalisation préféré de l’invention précédemment décrite, le premier empilement de l’étape B comprend N=15 couches diélectriques alternées de SiO2et de Nb2O5. La couche supérieure est en SiO2et présente une première épaisseur égale à . Les autres couches présentent une première épaisseur égale à .For example, in order to design the optical blade of the preferred embodiment of the invention previously described, the first stack of step B comprises N=15 alternating dielectric layers of SiO 2 and Nb 2 O 5 . The upper layer is made of SiO 2 and has a first thickness equal to . The other layers have a first thickness equal to .

Après l’étape C, la phase de conception comprend une étape D consistant à déterminer deux fonctions et chacune représentative des deux paramètres critiques de la lame optique pour l’application visée : la transmission du rayonnement de fluorescence et l’exaltation du champ évanescent généré en RTI.After step C, the design phase includes a step D consisting of determining two functions And each representative of the two critical parameters of the optical blade for the intended application: the transmission of fluorescence radiation and the enhancement of the evanescent field generated in RTI.

Plus précisément, la fonction est représentative de la valeur de la transmission du rayonnement de fluorescence FL en fonction du nombre de couches minces diélectriques et de l’épaisseur de chaque couche mince diélectrique. Pour clarifier, il s’agit ici du rayonnement de fluorescence FL induit indirectement par l’absorption dans le premier empilement de la longueur d’onde d’illumination en RTI avec l’angle d’incidence optimal . Afin de tenir compte de l’émission lambertienne du rayonnement de fluorescence, la transmission est intégrée sur une gamme angulaire étendue d’angle d’incidence du rayonnement de fluorescence sur la lame optique, par exemple pour un angle d’incidence compris entre 0° et 80° ainsi que sur la gamme spectrale associée à l’émission de fluorescence.More precisely, the function is representative of the value of the transmission of the FL fluorescence radiation as a function of the number of dielectric thin layers and the thickness of each dielectric thin layer. To clarify, this is the FL fluorescence radiation induced indirectly by the absorption in the first stack of the illumination wavelength in RTI with the optimal angle of incidence . In order to take into account the Lambertian emission of the fluorescence radiation, the transmission is integrated over a wide angular range of incidence angle of the fluorescence radiation on the optical plate, for example for an incidence angle between 0° and 80° as well as over the spectral range associated with the fluorescence emission.

La fonction est représentative de l’intensité du champ électrique évanescent généré par le premier empilement en RTI à la longueur d’onde d’illumination et à l’angle d’incidence optimal en fonction du nombre de couches minces diélectriques et de l’épaisseur de chaque couche mince diélectriqueThe function is representative of the intensity of the evanescent electric field generated by the first RTI stack at the illumination wavelength and at the optimum angle of incidence depending on the number of dielectric thin layers and the thickness of each dielectric thin layer

En effet, le facteur d’exaltation réel de la lame optique, c’est-à-dire celui du rayonnement de fluorescence collecté par l’objectif de microscope, est multifactoriel et dépend de :

  • la transmission de la structure pour le rayonnement de fluorescence. Celui-ci doit être maximisée afin d’augmenter le rayonnement de fluorescence collecté. Cela revient par exemple à maximiser la transmission de la lame pour un angle d’incidence compris entre 0 et 80 degrés, pour une illumination avec une longueur d’onde comprise entre 400 nm et 800 nm,
  • le facteur d’exaltation du champ évanescent généré en RTI, qui doit aussi être maximisé
  • la tolérance angulaire de ce facteur d’exaltation, comme expliqué précédemment.
Indeed, the actual enhancement factor of the optical slide, that is to say that of the fluorescence radiation collected by the microscope objective, is multifactorial and depends on:
  • the transmission of the structure for the fluorescence radiation. This must be maximized in order to increase the fluorescence radiation collected. This amounts, for example, to maximizing the transmission of the slide for an angle of incidence between 0 and 80 degrees, for illumination with a wavelength between 400 nm and 800 nm,
  • the exaltation factor of the evanescent field generated in RTI, which must also be maximized
  • the angular tolerance of this exaltation factor, as explained previously.

L’optimisation simultanée de ces trois paramètres n’est réellement possible qu’en augmentant le nombre de degrés de libertés. C’est pourquoi il est nécessaire de construire les fonctions et qui serviront pour l’étape suivante E.Simultaneous optimization of these three parameters is only really possible by increasing the number of degrees of freedom. This is why it is necessary to construct the functions And which will be used for the next step E.

Par exemple, selon le mode de réalisation préféré de l’invention, les fonctions et ont la forme suivante pour la conception de la lame optique LO:
For example, according to the preferred embodiment of the invention, the functions And have the following form for the design of the optical blade LO:

avec T la transmission de la structure pour une onde plane éclairée sous incidence à la longueur d’onde
with T the transmission of the structure for a plane wave illuminated under incidence at the wavelength

avec E l’amplitude du champ électrique à l’interface supérieure de la structure,Δθ l’intervalle angulaire choisi pour l’optimisation du champ, typiquement entre 0.2 et 1.5 degrés.with E the amplitude of the electric field at the upper interface of the structure,Δθ the angular interval chosen for field optimization, typically between 0.2 and 1.5 degrees.

Enfin, après la détermination des fonctions et , la phase de conception comprend une dernière étape E d’optimisation du premier empilement de manière à obtenir l’empilement optimisé EO de la lame optique LO. Les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques de l’empilement optimisé EO sont déterminés par l’optimisation d’une fonction de mérite basée sur la première fonction et la deuxième fonction de manière à ce que la lame optique présente :

  • la première absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à l’angle d’incidence en RTI, et
  • la deuxième absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et au deuxième angle d’incidence en RTI.
Finally, after determining the functions And , the design phase includes a final step E of optimization of the first stack in order to obtain the optimized stack EO of the optical blade LO. The optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers of the optimized EO stack are determined by the optimization of a merit function based on the first function and the second function so that the optical blade presents:
  • the first resonant absorption at the illumination wavelength and at the angle of incidence in RTI, and
  • the second resonant absorption at the illumination wavelength and at the second angle of incidence in RTI.

Comme mentionné plus haut, l’optimisation est telle que et ou .As mentioned above, the optimization is such that And Or .

Cette optimisation est effectuée par le biais d’un logiciel de simulation et d'optimisation de couches minces optiques comme par exemple Optilayer.This optimization is carried out using optical thin layer simulation and optimization software such as Optilayer.

De manière préférentielle, la fonction de mérite à maximiser est telle que , avec un paramètre permettant de pondérer un poids respectif de la première fonction et de la deuxième fonction dans l’optimisation. Le paramètre alpha influe sur les poids respectifs de la transmission de la fluorescence par la lame vis-à-vis de l’exaltation du champ évanescent et est préférentiellement compris entre 0.3 et 0.7 car les deux paramètres étant importants, il convient de les considérer tous les deux de manière non négligeable.Preferably, the merit function to maximize is such that , with a parameter allowing to weight a respective weight of the first function and the second function in optimization. The alpha parameter influences the respective weights of the fluorescence transmission by the slide with respect to the exaltation of the evanescent field and is preferably between 0.3 and 0.7 because both parameters being important, it is appropriate to consider them both in a non-negligible manner.

Cette forme de fonction de mérite présente un nombre suffisant de degrés de liberté suffisant pour optimiser simultanément les trois paramètres influant sur le facteur d’exaltation réel de la lame optique.This form of merit function has a sufficient number of degrees of freedom to simultaneously optimize the three parameters influencing the actual exaltation factor of the optical plate.

L’optimisation consiste typiquement à trouver les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques pour lesquels la valeur de la transmission du rayonnement de fluorescence est maximale et pour lesquels l’intensité du champ électrique évanescent est maximale.Optimization typically involves finding the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers for which the value of the transmission of the fluorescence radiation is maximum and for which the intensity of the evanescent electric field is maximum.

Selon un mode de réalisation préféré, l’optimisation est telle que . Cela permet d’obtenir une double résonance séparée angulairement d’une valeur correspondant à la divergence typique d’un faisceau laser focalisé par un objectif de microscope commercial. On maximise ainsi la valeur du facteur d’exaltation réel de la lame optique LO de l’invention.According to a preferred embodiment, the optimization is such that . This makes it possible to obtain a double resonance separated angularly by a value corresponding to the typical divergence of a laser beam focused by a commercial microscope objective. This maximizes the value of the real enhancement factor of the optical blade LO of the invention.

Concernant la phase de fabrication matérielle, le dépôt de chaque couche mince est réalisé au moyen de toute technique connue de l’homme de l’art, par exemple par une des techniques suivantes : évaporation sous vide, pulvérisations sous vide, procédé sol-gel, enduction centrifuge, dépôt chimique en phase vapeur, dépôt par plasma.Concerning the material manufacturing phase, the deposition of each thin layer is carried out using any technique known to those skilled in the art, for example by one of the following techniques: vacuum evaporation, vacuum spraying, sol-gel process, centrifugal coating, chemical vapor deposition, plasma deposition.

L’invention offre ainsi la possibilité d’une production de lames optiques à exaltation de champ électromagnétique dont les caractéristiques peuvent être aisément adaptées en fonction des paramètres d’imagerie requis par le système de microscopie.The invention thus offers the possibility of producing optical slides with electromagnetic field enhancement whose characteristics can be easily adapted according to the imaging parameters required by the microscopy system.

Comme indiqué plus haut, l’épaisseur, le nombre et le type de matériau sont des caractéristiques de l’empilement selon l’invention qui peuvent être adaptées au cas par cas, en fonction notamment des paramètres d’imagerie du système et des conditions d’éclairage souhaitées ou imposées. On privilégiera des matériaux optiquement transparents dans la bande spectrale utilisée pour mener l’étude, dont les valeurs de dispersion de l’indice de réfraction et du coefficient d’absorption sont connues et maitrisées. De telles caractéristiques doivent permettre, à un angle d’incidence optimisé et une longueur d’onde d’illumination prédéterminés de la lame optique en régime de réflexion totale, une absorption optique à tolérance angulaire améliorée dans la couche supérieure de l’empilement optimisé, exaltant ainsi le champ électromagnétique évanescent à l’interface dudit empilement.As indicated above, the thickness, number and type of material are characteristics of the stack according to the invention that can be adapted on a case-by-case basis, depending in particular on the imaging parameters of the system and the desired or imposed lighting conditions. Optically transparent materials in the spectral band used to conduct the study will be preferred, whose refractive index and absorption coefficient dispersion values are known and controlled. Such characteristics must allow, at a predetermined optimized angle of incidence and illumination wavelength of the optical plate in total reflection mode, optical absorption with improved angular tolerance in the upper layer of the optimized stack, thus enhancing the evanescent electromagnetic field at the interface of said stack.

Claims (15)

Procédé de fabrication d’une lame optique (LO) destinée à recevoir un échantillon biologique (E) dans un dispositif de microscopie par réflexion totale interne, ledit procédé comprenant une étape de conception de ladite lame optique (LO) et une étape de fabrication matérielle de ladite lame optique (LO) ainsi conçue, ledit procédé étant caractérisé en ce que la phase de conception comprend les étapes suivantes :
  1. la sélection d’un premier matériau diélectrique présentant un indice de réfraction et d’un deuxième matériau diélectrique présentant un indice de réfraction tel que
  2. la sélection d’une longueur d’onde dite d’illumination et d’un angle d’incidence dit optimal en fonction dudit dispositif de microscopie par réflexion totale interne auquel ladite lame optique est destinée
  3. la conception d’une première structure comprenant un premier empilement de couches minces diélectriques disposé au dessus d’une couche dite substrat (SB) transparente dans une région spectrale prédéterminée comprenant ladite longueur d’onde d’illumination ledit premier empilement comprenant de couches minces successives et alternées du premier matériau diélectrique et du deuxième matériau diélectrique, une première épaisseur respective de chaque couche mince diélectrique et ledit nombre de couches minces diélectriques étant adaptés de manière à ce que la première structure présente une absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à l’angle d’incidence optimal en régime de réflexion totale interne
  4. la détermination d’une première fonction représentative d’une valeur d’une transmission de la première structure dans la région spectrale prédéterminée en fonction d’un nombre de couches minces diélectriques et d’une épaisseur de chaque couche mince diélectrique, et la détermination d’une deuxième fonction représentative d’une intensité d’un champ électrique évanescent généré par la lame optique en régime de réflexion totale interne à la longueur d’onde d’illumination et à l’angle d’incidence optimal en fonction d’un nombre de couches minces diélectriques et de ladite première épaisseur de chaque couche mince diélectrique
  5. la conception de ladite lame optique qui comprend un deuxième empilement de couches minces diélectriques dit empilement optimisé disposé au dessus du substrat (SB), l’empilement optimisé comprenant un nombre de couches minces diélectriques successives et alternées du premier matériau diélectrique et du deuxième matériau diélectrique, chacune des couches présentant une épaisseur dite optimisée respective,
les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques étant déterminés par une optimisation d’une fonction de mérite basée sur la première fonction et la deuxième fonction de manière à ce que ladite lame optique présente une première absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un premier angle d’incidence en régime de réflexion totale interne et présente une deuxième absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un deuxième angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, avec et ou .
Method for manufacturing an optical slide (LO) intended to receive a biological sample (E) in a total internal reflection microscopy device, said method comprising a step of designing said optical slide (LO) and a step of materially manufacturing said optical slide (LO) thus designed, said method being characterized in that the design phase comprises the following steps:
  1. the selection of a first dielectric material having a refractive index and a second dielectric material having a refractive index such as
  2. the selection of a so-called illumination wavelength and a so-called optimal angle of incidence depending on said total internal reflection microscopy device for which said optical slide is intended
  3. the design of a first structure comprising a first stack of thin dielectric layers arranged above a so-called substrate (SB) layer transparent in a predetermined spectral region comprising said illumination wavelength said first stack comprising of successive and alternating thin layers of the first dielectric material and the second dielectric material, a first respective thickness of each dielectric thin layer and said number of thin dielectric layers being adapted so that the first structure exhibits resonant absorption at the illumination wavelength and at the optimum angle of incidence in total internal reflection mode
  4. the determination of a first function representative of a value of a transmission of the first structure in the predetermined spectral region as a function of a number of dielectric thin layers and a thickness of each dielectric thin layer, and determining a second function representative of an intensity of an evanescent electric field generated by the optical blade in the total internal reflection regime at the illumination wavelength and at the optimum angle of incidence depending on a number of dielectric thin layers and said first thickness of each dielectric thin layer
  5. the design of said optical blade which comprises a second stack of thin dielectric layers called optimized stack arranged above the substrate (SB), the optimized stack comprising a number of successive and alternating thin dielectric layers of the first dielectric material and the second dielectric material, each of the layers having a respective so-called optimized thickness,
optimized thicknesses and number of thin dielectric layers being determined by an optimization of a merit function based on the first function and the second function such that said optical blade exhibits a first resonant absorption at the illumination wavelength and at a first angle of incidence in total internal reflection regime and exhibits a second resonant absorption at the illumination wavelength and at a second angle of incidence in total internal reflection mode, with And Or .
Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel ladite fonction de mérite est telle que , avec un paramètre permettant de pondérer un poids respectif de la première fonction et de la deuxième fonction dans ladite optimisation.Manufacturing method according to the preceding claim, wherein said merit function is such that , with a parameter allowing to weight a respective weight of the first function and the second function in said optimization. Procédé de fabrication selon la revendication précédente, dans lequel est compris en 0.3 et 0.7.Manufacturing method according to the preceding claim, in which is included in 0.3 and 0.7. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite optimisation est telle que .A manufacturing method according to any preceding claim, wherein said optimization is such that . Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite optimisation consiste à trouver les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques pour lesquels ladite valeur de la transmission de la première structure dans la région spectrale prédéterminée est maximale et pour lesquels ladite intensité du champ électrique évanescent est maximale.A manufacturing method according to any preceding claim, wherein said optimization comprises finding the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers for which said value of the transmission of the first structure in the predetermined spectral region is maximum and for which said intensity of the evanescent electric field is maximum. Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel, dans le premier empilement, une couche supérieure du premier empilement est dans le deuxième matériau diélectrique et présente une première épaisseur comprise entre et et dans laquelle les couches inférieures du premier empilement présentent chacune une première épaisseur comprise entre et .A manufacturing method according to any preceding claim, wherein in the first stack an upper layer of the first stack is in the second dielectric material and has a first thickness of between And and in which the lower layers of the first stack each have a first thickness of between And . Procédé de fabrication selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la première fonction F1 est représentative d’une transmission d’un rayonnement de fluorescence induit indirectement par une absorption de ladite longueur d’onde d’illumination en réflexion totale interne dans ledit premier empilement illuminé avec ledit angle d’incidence optimal , le rayonnement de fluoresence présentant un spectre compris dans ladite région spectrale, la transmission étant intégrée sur une gamme angulaire d’incidence du rayonnement de fluorescence sur ladite lame optique comprise entre 0 et 80°.Manufacturing method according to any one of the preceding claims, in which the first function F1 is representative of a transmission of fluorescence radiation induced indirectly by an absorption of said illumination wavelength. in total internal reflection in said first stack illuminated with said optimal angle of incidence , the fluorescence radiation having a spectrum included in said spectral region, the transmission being integrated over an angular range of incidence of the fluorescence radiation on said optical plate between 0 and 80°. Lame optique (LO) destinée à recevoir un échantillon biologique (E) dans un dispositif (D) de microscopie par réflexion totale interne, la lame optique comprenant :
  • une couche dite substrat (SB) transparente dans une région spectrale prédéterminée
  • un empilement dit optimisé disposé (EO) au dessus du substrat (SB) et comprenant un nombre de couches minces diélectriques successives et alternées ( d’un premier matériau diélectrique et d’un deuxième matériau diélectrique, chacune des couches présentant une épaisseur dite optimisée respective, les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques étant adaptés de manière à ce que ladite lame optique présente au moins :
    • une première absorption résonnante à une longueur d’onde dite d’illumination et à un premier angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, et
    • une deuxième absorption résonnante à la longueur d’onde d’illumination et à un deuxième angle d’incidence en régime de réflexion totale interne, avec .
Optical slide (LO) intended to receive a biological sample (E) in a device (D) for total internal reflection microscopy, the optical slide comprising:
  • a so-called substrate (SB) layer transparent in a predetermined spectral region
  • a so-called optimized stack arranged (EO) above the substrate (SB) and comprising a number of successive and alternating thin dielectric layers ( of a first dielectric material and a second dielectric material, each of the layers having a respective so-called optimized thickness, the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers being adapted so that said optical blade has at least:
    • a first resonant absorption at a so-called illumination wavelength and at a first angle of incidence in total internal reflection mode, and
    • a second resonant absorption at the illumination wavelength and at a second angle of incidence in total internal reflection mode, with .
Lame optique selon la revendication précédente, dans laquelle :
- le premier matériau diélectrique présente un indice de réfraction compris entre 1,8 et 3,5 ;
- le deuxième matériau diélectrique présente un indice de réfraction compris entre 1,2 et 1,7.
Optical blade according to the preceding claim, in which:
- the first dielectric material has a refractive index between 1.8 and 3.5;
- the second dielectric material has a refractive index between 1.2 and 1.7.
Lame optique selon la revendication précédente, dans laquelle le premier matériau est à base de Nb2O5, le deuxième matériau est à base de SiO2.Optical blade according to the preceding claim, in which the first material is based on Nb 2 O 5 , the second material is based on SiO 2 . Lame optique selon l’une quelconque des revendications 8 à 10, dans laquelle le nombre de couches minces diélectriques est inférieur à 30, préférentiellement inférieur à 20.An optical blade according to any one of claims 8 to 10, wherein the number of thin dielectric layers is less than 30, preferably less than 20. Lame optique selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, dans laquelle les épaisseurs optimisées et le nombre de couches minces diélectriques sont tels que ladite lame optique présente une épaisseur inférieure à 5 et préférentiellement comprise entre 0,5 et 2 .An optical blade according to any one of claims 8 to 11, wherein the optimized thicknesses and the number of thin dielectric layers are such that said optical blade has a thickness of less than 5 and preferably between 0.5 and 2 . Lame optique selon l’une quelconque des revendications 8 à 12, dans laquelle les épaisseurs optimisées sont supérieures ou égales à 10 nm.Optical blade according to any one of claims 8 to 12, in which the optimized thicknesses are greater than or equal to 10 nm. Dispositif (D) de microscopie par réflexion totale interne comprenant :
  • une lame optique (LO) selon l’une quelconque des revendications 8 à 13,
  • une source de lumière (SL) adaptée pour émettre un faisceau lumineux (Lin) présentant la longueur d’onde d’illumination
  • un dispositif optique (Obj) adapté pour mettre en forme le faisceau lumineux (Lin) de manière à ce qu’il illumine ladite lame optique avec ledit angle d’incidence optimisé
  • un détecteur (Det) adapté pour détecter un rayonnement de fluorescence (FL) émis lorsqu’un échantillon (E) est déposé en correspondance d’une région d’une surface (SE) de ladite lame optique où sont produites des ondes évanescentes (OE) par une réflexion totale interne dans ladite lame optique du faisceau lumineux (Lin) mis en forme, ledit rayonnement de fluorescence (Fl) étant excité par lesdites ondes évanescentes (OE).
Device (D) for total internal reflection microscopy comprising:
  • an optical blade (LO) according to any one of claims 8 to 13,
  • a light source (SL) adapted to emit a light beam (L in ) having the illumination wavelength
  • an optical device (Obj) adapted to shape the light beam (L in ) so that it illuminates said optical blade with said optimized angle of incidence
  • a detector (Det) adapted to detect fluorescence radiation (FL) emitted when a sample (E) is deposited in correspondence of a region of a surface (SE) of said optical plate where evanescent waves (OE) are produced by total internal reflection in said optical plate of the shaped light beam (L in ), said fluorescence radiation (Fl) being excited by said evanescent waves (OE).
Dispositif selon la revendication précédente, dans lequel le dispositif optique (Obj) est un objectif de microscope.Device according to the preceding claim, in which the optical device (Obj) is a microscope objective.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US20160238830A1 (en) 2015-02-12 2016-08-18 Penn State Research Foundation Waveguides for enhanced total internal reflection fluorescence microscopy
US20220146752A1 (en) * 2019-02-01 2022-05-12 Carl Zeiss Jena Gmbh Functionalized waveguide for a detector system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2108879A1 (en) 1970-10-12 1972-05-26 Goiffon Leon Ets
US20160238830A1 (en) 2015-02-12 2016-08-18 Penn State Research Foundation Waveguides for enhanced total internal reflection fluorescence microscopy
US20220146752A1 (en) * 2019-02-01 2022-05-12 Carl Zeiss Jena Gmbh Functionalized waveguide for a detector system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHARMISTHA DUTTA CHOUDHURY ET AL: "Directing Fluorescence with Plasmonic and Photonic Structures", ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH, vol. 48, no. 8, 18 August 2015 (2015-08-18), pages 2171 - 2180, XP055210122, ISSN: 0001-4842, DOI: 10.1021/acs.accounts.5b00100 *

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