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Conception Fabrication Et Caracterisation Dun Biocapteur Spr A Base De Guides Dondes Photoniques Sur Substrat De Verre
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Book Synopsis Conception, fabrication et caractérisation d'un biocapteur SPR à base de guides d'ondes photoniques sur substrat de verre by : Sandie de Bonnault
Download or read book Conception, fabrication et caractérisation d'un biocapteur SPR à base de guides d'ondes photoniques sur substrat de verre written by Sandie de Bonnault and published by . This book was released on 2016 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Malgré le nombre croissant de capteurs dans les domaines de la chimie et la biologie, de nombreuses réactions n'ont pas encore été correctement identifiées et étudiées. C'est entre autres le cas des interactions intermoléculaires à l'interface liquide/solide trouvées dans les chimies de surface utilisées pour les méthodes de diagnostics médicaux et l'identification de divers processus biologiques. Afin de correctement comprendre les mécanismes en jeux, il est important de pouvoir croiser différentes méthodes de détection pour obtenir des informations complémentaires.MuLe principal objectif de cette étude est de dimensionner, fabriquer et caractériser un détecteur optique intégré sur verre basé sur la résonance plasmonique de surface, destiné à terme à être combiné avec d'autres techniques de détection. La résonance plasmonique de surface est une technique reconnue pour sa sensibilité adaptée à la détection de surface, qui a l'avantage d'être sans marquage et permet de fournir un suivi en temps réel de la cinétique d'une réaction. L'avantage principal de ce capteur est qu'il a été dimensionné pour une large gamme d'indice de réfraction de l'analyte, allant de 1,33 à 1,48. Ces valeurs correspondent à la plupart des entités biologiques associées à leurs couches d'accroche, particulièrement les matrices de polymères. Ces matrices sont de plus en plus utilisées non seulement pour leur capacité à augmenter la densité d'analytes présents à la surface du capteur, mais aussi pour leurs propriétés favorisant l'adsorption spécifique et leur utilisation comme élément actif de reconnaissance biologique.Étant donné que beaucoup d'études biologiques nécessitent la comparaison de la mesure à une référence ou à une autre mesure, le second objectif du projet est d'étudier le potentiel du système SPR intégré sur verre pour la détection multianalyte.MuLes trois premiers chapitres se concentrent sur l'objectif principal du projet. Le dimensionnement du dispositif suivant un cahier des charges préétabli est présenté, ainsi que les outils de simulation. Le procédé de fabrication de la puce optique sur verre est ensuite décrit, ainsi que les instruments et protocoles de caractérisation. Une comparaison est faite entre les simulations et les résultats expérimentaux, et les performances des outils numériques ainsi que celles du dispositif sont évaluées.Le dernier chapitre de la thèse présente l'étude de plusieurs techniques de multiplexage spectral adaptées à un système SPR intégré, exploitant en particulier la technologie sur verre. L'objectif est de fournir au moins deux détections simultanées. Dans ce cadre, plusieurs solutions sont proposées et les dispositifs associés sont dimensionnés, fabriqués et testés.
Book Synopsis Conception D'un Imageur CMOS À Colonne Active Pour Un Biocapteur Optique SPR by : Arnoldo Salazar Soto
Download or read book Conception D'un Imageur CMOS À Colonne Active Pour Un Biocapteur Optique SPR written by Arnoldo Salazar Soto and published by . This book was released on 2013 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: This dissertation presents the design and implementation of a CMOS imager for use in integrated biosensors based on Surface Plasmon Resonance. First, the optimal conditions for plasmon resonance in a CMOS/Post-CMOS compatible interface are obtained by COMSOL modelling. Second, a 32x32-pixel CMOS-Active Column Sensor (CMOS-ACS) is implemented on 0.35 um CMOS technology. In a gold-water interface with prism excitation, it is found that for prisms showing refractive indexes of 1.55 and 1.46, optimal plasmon coupling is obtained for gold films with thicknesses of 50 and 45 nm respectively. Under these conditions, approximately 99.19% and 99.99% of the incident light's energy is transferred to the surface plasmon for both prism respectively, provided that the incident light, with a wavelength of 633 nm, arrives with incidence angles of 68.45° and 79.05° respectively. It is also obtained that a change of 10-4 RIU in the refractive index of the dielectric medium, produces a change of 0.01° in the plasmon resonance angle, which under a light intensity modulation scheme produces a change of 0.08% in the reflected light's energy reaching the photodetector. Concerning the CMOS imager, a n-well/p-substrate photodiode is selected as the photosensing element, due to its low junction capacitance, which results in high efficiency and high conversion gain compared to the n-diff/p-substrate photodiode. Computer simulations with Cadence and Silvaco produced a junction capacitance of 31 fF and 135 fF respectively. The imager's pixel is based on a three-transistor (3T) configuration and shows a fill factor of 61%. The readout circuitry employs an Active Column Sensor (ACS) technique to reduce the Fixed Pattern Noise (FPN) associated with traditional Active Pixel Sensors (APS). Additionally, Non-Correlated Double Sampling (NCDS) and Delta Double Sampling (DDS) are used as noise reduction techniques. An experimental optical setup is used to characterize the performance of the imager, obtaining a conversion gain of 7.3 uV/e-, a photodiode junction capacitance of 21.9 fF, a read noise of 324.5 uV, equivalent to ~45 e- and a dynamic range of 50.5 dB. The benefits of ACS and NCDS-DDS are observed in the low pixel and column FPN of 0.09% and 0.06% respectively. The work presented in this thesis is a first step towards the goal of developing a fully integrated SPR-biosensing platform incorporating light source, SPR interface, microfluidic channel, optical elements and CMOS imager.
Book Synopsis Conception, réalisation et caractérisation de composants photoniques intégrés à base de matériaux diélectriques élaborés par procédés plasmas by : Thomas Begou
Download or read book Conception, réalisation et caractérisation de composants photoniques intégrés à base de matériaux diélectriques élaborés par procédés plasmas written by Thomas Begou and published by . This book was released on 2008 with total page 388 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail de thèse est consacré à la conception, la réalisation et la caractérisation de composants photoniques intégrés à base de matériaux diélectriques élaborés à basse température, sur substrat silicium, par procédé de dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD). La fonction principalement visée est le guidage optique en configuration monomode.Les guides d'ondes sont conçus et simulés par des approches analytiques, déduites du formalisme des ondes électromagnétiques de Maxwell. Cette étape conduit aux dimensionnements du cœur et de la gaine de structures multi ou monomodales.Une première famille de guide de type Si/SiO2/SiOxCyHz est développée à partir de matériaux organosiliciés élaborés en plasma de mélange oxygène/hexaméthyldisiloxane. La caractérisation optique de ces films est réalisée par ellipsométrie spectroscopique. Les pertes optiques, associées à une propagation monomode transverse électrique (TE) ou transverse magnétique (TM), sont mesurées à partir d'un banc d'injection micronique équipé d'un laser à 670 nm.De nouveaux matériaux, à base d'oxyde de titane, particulièrement adaptés au développement d'une photonique à fort degré d'intégration (indice de réfraction élevé) ont été synthétisés à partir d'isopropoxyde de titane (TIPT) utilisé avec gaz porteur et dilué dans l'oxygène. Des propriétés potentiellement intéressantes ont été obtenues pour de fortes dilutions du TIPT. Une amélioration sensible des propriétés optiques (nTiO2=2,36 à 633 nm) et une densification des couches sont mises en évidence lorsque les échantillons sont synthétisés avec une faible polarisation radiofréquence (13,56 MHz) appliquée au niveau du porte substrat.
