Two photon processes for micro-patterning of functionalized polymers, application to the elaboration of optical memories and external stimuli driven micro-systems

Ce travail est consacré à la phototructuration de polymères fonctionnalisés en vue de l'élaboration de mémoires optiques et de microsystèmes stimulables. Nous avons mis en place un microscope bi-photonique pour atteindre une grande sélectivité spatiale grâce à l'utilisation des phénomènes d'absorption à deux photons (ADP) et de génération de second harmonique (GSH). En effet, l'ADP et la GSH, quadratiques en intensité de l'excitation, permettent de confiner l'interaction lumière-matière à des volumes submicrométriques. L'approche que nous avons développée utilisant la photoisomérisation cis-trans de chromophores azoïques (DR1) et tirant profit du confinement spatiale, a permis la réalisation de mémoires optiques de grande densité de stockage. Nous avons également utilisé notre dispositif expérimental pour photostructurer des microsystèmes dans des élastomères nématiques thermoactifs. Nous avons tiré profit des propriétés de contraction du matériau sous l'effet de la température pour élaborer des réseaux diffractifs à pas variables.This work is concerned with the photostructuration of functionalized polymers for the elaboration of optical memories and temperature tunable microsystems. We have developed a two-photon microscopy setup to reach a high spatial selectivity through two-photon absorption (TPA) and second harmonic generation (SHG) processes. Indeed, the quadratic dependence of TPA and SHG on the excitation intensity allows to confine light-matter interactions to sub-micron volumes. Using Cis-Trans photoisomérisation properties of an azo dye (DR1), and the aforementioned spatial confinement, we have demonstrated the high storage density capacity of our optical memories. We have also used our experimental setup to photo-pattern microsystems in nematic thermoactive elastomers. We have taken advantage of the temperature dependent contraction properties of the material to elaborate some step changing diffraction gratings