Étude numérique de la résonance d'une nano-antenne optique à ouverture papillon

Abstract

Dans ce papier nous présentons les résultats dune étude numérique basée sur la méthode des différences finies centrées en 3 dimensions (3D-FDTD) pour démontrer la haute sensibilité dune nano-antenne à ouverture papillon (Bowtie Nano-Aperture : BNA), gravée à l'extrémité dune sonde métallisée de microscope optique en champ proche. Cette sensibilité se révèle à travers la modification des propriétés de résonance de la nano-antenne en fonction de la distance qui la sépare d'un substrat donné. L'étude discute le cas dune antenne opérant, aussi bien en mode émission (EM) qu'en mode collection (CM) et ceci en présence de deux types de substrats : le premier à fort indice de réfraction (InP) et l'autre présentant un faible indice (verre). Les résultats obtenus démontrent la possibilité d'exploiter une telle structure pour le nano-positionnement mais ils interpellent aussi les expérimentateurs quant à la modification de la résonance des sondes induite par la présence de l'objet à analyser. In this paper a numerical study based on a three-dimensional finite-difference timedomain method (3D-FDTD) was presented to demonstrate the high sensitivity of a Bowtie nano-aperture antenna BNA, engraved on the end of a metal-coated tip operating in nearfield optical microscopy. This sensitivity is revealed through the modification of the resonance properties of the nano-antenna as a function of the distance that separates it from a given substrate. The study discussed the case of an antenna operating in emission mode (EM), as well as in collection mode (CM), in the presence of two types of substrates: high refractive index (InP) and low index (glass). The results obtained demonstrate the possibility of using such a structure for optical nano-positioning, but experimentalists should also pay attention to, and take into consideration, the resonance modification of the probes induced by the presence of the object to be analyzed.