Etude théorique et expérimentale de la fluorescence de structures photoniques naturelles

Résumé

Les élytres de coléoptères ou les écailles de papillons sont des matériaux qui, suite à l’évolution, présentent des propriétés étonnantes (rigidité, hydrophobicité, etc.). De plus, ils manipulent la lumière pour fournir une coloration précise. Cette dernière peut être pigmentaire ou structurale, selon qu’elle est élaborée par la structure électronique ou la géométrie du matériau. Parmi les pigments, on trouve des molécules fluorescentes, capables d’absorber un flux incident et d’émettre un flux de plus faible énergie. Le confinement de telles sources dans une structure photonique modifie les propriétés du phénomène (absorption du flux incident, distribution spatiale de l’émission, etc.). L’industrie, tentant de fabriquer des produits avec certaines spécificités, utilise un large éventail de matériaux. La limitation provient d’un manque d’imagination sur les structures à adopter pour atteindre tel ou tel effet. A contrario, la nature offre une vaste gamme d’architectures, bâties à partir de matériaux analogues. La bio-inspiration tente de réunir ces deux domaines en vue de synthétiser des produits inédits. Ce projet s’attache au contexte particulier de la fluorescence confinée dans une structure photonique naturelle. Avant de transposer artificiellement les observations de la nature, il est crucial d’en comprendre la physique sous-jacente. Les structures tégumentaires des insectes furent décrites au moyen de la microscopie. Leurs propriétés de réflexion et d’émission furent étudiées à l’aide de mesures spectrophotométriques angulaires. Des simulations numériques basées sur la méthode des matrices de diffusion furent menées afin d’expliquer les observations expérimentales.

la date de réponse	14 mai 2012
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Jean-Pol VIGNERON (Promoteur), Philippe Lambin (Jury), Olivier Deparis (Jury), Christine Andraud (Jury), Serge Berthier (Promoteur), Rémi Carminati (Jury), Pierre Defrance (Jury) & Ross Mc PHEDRAN (Jury)