**Revue française de métrologie


n° 35, Vol. 2014-3, 25-35, DOI : 10.1051/rfm/2014011

Interféromètre optique à faible cohérence couplé aux microrésonateurs optiques en polymère : nouveau protocole de biodétection.

Optical low coherence interferometer coupled to optical polymer micro-resonators: new biosensing protocol.

 

Yacouba SANOGO, Bernard ROUGIÉ, Martin LIÈVRE, Mohamed MALHI, Jimmy DUBARD et Jean-Rémy FILTZ

Laboratoire commun de métrologie (LCM), Laboratoire national de métrologie et d’essais (LNE), 29 Avenue Roger Hennequin, 78197 Trappes Cedex, France, bernard.rougie@lne.fr.

Résumé : Cet article présente l’interféromètre en lumière incohérente sensible à la phase comme un nouvel outil de caractérisation de microrésonateurs pour la détection de molécules biologiques. Les mesures spatiales (interférogrammes) obtenues à l’aide de ce dispositif sont utilisées pour extraire les paramètres caractéristiques d’un microrésonateur comme son coefficient de couplage, qui permet d’étudier les différents régimes de couplage. Ce dispositif, permettant d’ailleurs d’obtenir de façon quasi simultanée les réponses en polarisation transverse magnétique et électrique, a été utilisé pour caractériser les microrésonateurs polymères en couplage vertical. Les meilleures performances ont été obtenues sur une cavité en forme d’hippodrome dans l’eau déionisée. Ce microrésonateur possède, à la longueur d’onde de 1 527,7 nm, un facteur de qualité supérieur à 38 000 et une finesse de l’ordre 21. L’association du dispositif interférométrique avec un microrésonateur en polymère a été utilisée pour détecter des concentrations de glucose inférieure à 5 µg·mL-1 dans l’eau déionisée en détection homogène et une densité surfacique de 4 ag·mm-2 de TAMRA Cadavérine en détection surfacique.

Abstract: This paper presents a low coherence interferometer as a new interrogation technique of micro-resonator for biological molecules sensing. The spatial responses obtained with PS-OLCI setup are used to evaluate relevant parameters of micro-resonator design like coupling coefficient which allows to discern different coupling configurations. This setup, which is able to provide almost simultaneously the transverse magnetic and electric responses was used to evaluate the spectral performances of micro-resonator. The best performances were obtained on a polymeric racetrack micro-resonator when immersed in deionized water. This micro-resonator displays at 1 527.7 nm a Q factor higher than 38 000 and a finesse of 21. The association of the interferometric set-up and a polymer micro-resonator was allowed the detection of the concentration of glucose in deionized water lower than 5 µg·mL-1 for homogeneous sensing and the surface density of TAMRA Cadaverin lower than 4 ag·mm-2 for surface sensing.

Mots clés : interferomètre, microrésonateur, microfluidique, biocapteur.

Key words: interferometer, micro-resonator, microfluidic, biosensor.


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