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Fiche détaillée Thèses
École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan (06/12/2005), Joseph Zyss (Dir.)
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La microscopie électro-optique
Etude, conception, applications
Timothée Toury1

La microscopie électro-optique est une nouvelle technique de cartographie quantitative micrométrique des champs électriques et des composantes du tenseur électro-optique d'un milieu. Techniquement, il s'agit de mesurer le déphasage engendré par effet Pockels au moyen d'un microscope confocal inclus dans un interféromètre en détection homodyne. L'échantillon doit être transparent, non linéaire quadratique et soumis à un champ électrique, intrinsèque ou appliqué. Cette thèse présente tout d'abord une étude théorique de la microscopie électro-optique. On y décrit la réalisation pratique du microscope. Les résultats obtenus sur un premier échantillon en couche polymère sont ensuite étudiés et on présente la première mesure de déphasage par effet Pockels dans une membrane phospholipidique dopée. Les perspectives d'applications à des mesures de potentiels transmembranaires sont présentées. Les difficultés technologiques qui seront rencontrées sont détaillées et des solutions sont proposées.
1 :  LPQM - Laboratoire de Photonique Quantique et Moléculaire
Microscopie électro-optique – effet électro-optique – optique non linéaire moléculaire – biophotonique – microscope confocal – détection homodyne – mesures de champs électriques – polymères non linéaires quadratiques – asservissement de phase optique
http://www.lpqm.ens-cachan.fr/theses/thesetoury.pdf

Electro-Optical Microscopy
From Theory to Applications
Electro-optical microscopy is a micrometric quantitative mapping technique of electrical fields and of electro-optical tensor components in a medium. The set-up is a confocal microscope included in an interferometer with homodyne detection used to record and measure weak phase shifts due to Pockels effect. The sample must be transparent, quadratically nonlinear and submitted to an intrinsic or externally applied electric field. This doctoral dissertation introduce the concept of electro-optical microscopy. The realization of the microscope is then detailed. The two dimensionnal electro-optical mapping obtained in a polymer film is discussed. Finally, we demonstrate for the first time a Pockels effect induced phase shift in a doped phospholipidic membrane. Applications perpectives to biological transmembranar potentials are presented. In conclusion, technological difficulties of this application are detailled and solutions are suggested.
Electro-optical microscopy – electro-optical effect – molecular nonlinear optics – biophotonics – confocal microscopy – homodyne interferometry – electric field measurement – poled polymers – optical phase lock-in