Réalisation de micro-résonateurs intégrés en polymères et silice poreuse pour des capteurs optiques

International audienceIntroduction Les capteurs optiques biologiques et chimiques sont l'objet de sujets de recherche très actifs en raison de l'intérêt croissant qu'on leur porte dans de nombreux domaines comme la santé, l'agroalimentaire ou encore la défense [1]. Parmi les capteurs optiques intégrés, les micro-résonateurs, qui de par leur géométrie et leur principe de fonctionnement, permettent de réaliser des structures très sensibles, miniaturisées, s'intégrant dans des systèmes « lab-on-chip » [2], ce qui permet aussi de réduire le volume des molécules à détecter. La majorité des micro-résonateurs utilisent la propagation lumineuse dans la structure guidante et résonante, composée d'une cavité résonante couplée à un guide d'onde rectiligne servant d'entrée et de sortie à la lumière d'excitation et d'extraction des modes guidés. Cette propagation est modifiée lorsque le superstrat est modifié par la présence de molécules. Les capteurs optiques utilisent, actuellement, la détection par le biais de l'onde évanescente pour la détection de molécules, soit greffées à la surface du micro-résonateur (détection surfacique), soit réparties de manière homogène dans le milieu de détection en contact avec le micro-résonateur (détection homogène). L'interaction entre les molécules introduites et l'onde évanescente induit un décalage spécifique de la longueur d'onde de résonance, noté Δλ, dû à la variation de l'indice de réfraction du superstrat nsp. La sensibilité du capteur, définie par S = Δλ/Δnsp, est exprimée en nm/UIR (Unité d'Indice de Réfraction). Dans l'objectif de réaliser des capteurs optiques à base de micro-résonateurs très sensibles et facilement intégrables, nous présentons une étude de détection homogène par évanescence sur des micro-résonateurs polymères fabriqués à partir de SU8 pour le coeur et de PMATRIFE pour la gaine inférieure. Aucun superstrat de polymère n'a été déposé sur le micro-résonateur pour permettre le dépôt d'autres superstrats comme l'eau ou l'eau avec différentes concentrations de glucose afin de réaliser une étude de détection. Puis, nous présentons la fabrication de micro-résonateurs en forme d'hippodrome en silice poreuse [3], matériau qui permet de favoriser l'interaction entre la lumière propagée et les molécules à détecter. Celles-ci sont présentes dans le coeur du guide en silice poreuse permettant une détection « en volume », détection moins usitée et augmentant ainsi la sensibilité du capteur comparée à celle obtenue avec des micro-résonateurs en polymères basés sur la détection par évanescenc