Cristaux phoxoniques accordables; application au domaine des capteurs

Abstract

Dans ce travail, nous étudions théoriquement les potentialités d'un cristal artificiel périodique à base de silicium, simultanément phononique-photonique, dit cristal phoxonique, pour les applications de détection de liquide. Deux types de propagation de l’onde incidente par rapport au cristal phoxonique ont été considérées, dans le plan puis hors du plan de symétrie. La première structure est un cristal phoxonique bidimensionnel, composé de trous d'air dans un substrat de silicium dans lequel une rangée de trous est remplie d'un liquide. Dans la deuxième géométrie nous avons étudié la transmission normale à une plaque de silicium perforée périodiquement de trous et plongée dans l’analyte. Dans chaque cas, l'existence de caractéristiques bien définies dans les spectres de transmission acoustiques et optiques est mise en évidence. Nous évaluons la sensibilité des pics et zéros de transmission obtenus en fonction de la vitesse acoustique et de l’indice de réfraction optique du milieu liquide. Les conditions géométriques sont étudiées et discutées dans le but d’optimiser la sensibilité du capteur phoxonique à la fois aux ondes acoustique et optique. Nous avons ainsi proposé une nouvelle classe de capteurs phoxoniques capables de détecter avec une grande sensibilité la vitesse de la lumière et du son de liquides inconnus dans une même structure.