Hybrid apparatus : nanoparticles coupled to an optical nanofiber

In this thesis, we present an experimental study of hybrid systems where nano-emitters are coupled to optical nanofibers. The strong transverse confinement of light in sub-wavelength fibres implies an “exotic” electric field (longitudinal electric field component, inhomogeneous polarisation etc.) that we use in order to alter the radiation properties of nano-emitter placed at the surface of the nanofiber. Based on the same system : nano-particle + nanofibre, we developped an “optical ruler” to localise the nanofiber with nanometer precision. This open the way to the study of nanofibre optomechanics.
Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’étude expérimentale de systèmes hybrides dans lesquels des nanoémetteurs sont couplés à des nanofibres optiques. Un système hybride vise à combiner les atouts des éléments qui le constituent. Une nanofibre offre une interface lumière/matière unique: directement intégrable au réseau de fibres optiques, elle confine la lumière "à la limite de diffraction" sur toute sa longueur. De plus, le confinement transverse de la lumière dans une fibre sub-longueur d’onde implique un champ électrique « exotique », en particulier la présence d’une composante longitudinale du champ électrique. Dans cette thèse nous tirons parti de ces propriétés et nous présentons une expérience mettant en jeu un phenomène de bielle-manivelle optique afin de modifier la polarisation du rayonnement d’un émetteur à la surface de la nanofibre. Sur la base du système nanoparticule + nanofibre optique, nous présentons également une “règle optique” permettant de localiser la nanofibre à 5 nanomètres près. Ceci ouvre une voie dans l’étude optomécanique des nanofibres optiques.