Processus de migration moléculaire photo-induite en milieu polymère : application à la réalisation de nanostructures organisées optiquement
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work deals with the study of a new all optical structuration process of azo-polymer films. We show that the irradiation with normal incidence of an azo-polymer film by a uniform laser beam which wavelength is in the absorption band of the azo-molecules, can lead to the formation of a quasi hexagonal surface relief grating at the surface of a polymer film. After a brief review of different methods of micro and nanostructuration as well as the properties of azo-polymer films in the case of the surface relief gratings formation, we study in the first part of this manuscript the influence of several experimental parameters on the spontaneous optically controlled formation of these photoinduced structures, among them the light polarization direction and the irradiation power. The different results obtained in our case are then compared with different photo-assisted structuration processes already proposed and whose physical origins are clearly established, in order to determine the key parameters governing the formation of these hexagonal structures as well as their origins. In the second part, a synthesis of the different experiments performed in order to evaluate the validity of effects so called "optical feedback effect" observed in liquid crystal light valve systems is performed. The interpretation of the photoinduced hexagonal structuration process appears to be difficult: it is not excluded that an optical feedback phenomenon could be at the origin of the structuration process, but at the present, according to the different experiments performed, a new and original phenomenon of structuration adapted to azo-polymers films cannot be excluded in order to fully explain the different results obtained.
Abstract FR:
Ce travail de thèse porte sur l'étude d'un nouveau processus de structuration tout optique de films polymères azoi͏̈ques. Nous mettons en évidence que l'irradiation en incidence normale. D'un film polymère azoi͏̈que par un faisceau laser uniforme dont la longueur d'onde est comprise dans la bande d'absorption de ce dernier, peut conduire à la création de nano-structures organisées sous la forme d'un réseau de surface quasi-hexagonal a la surface du film polymère. Apres un rappel, des méthodes classiques de micro et nanostructuration ainsi que des propriétés des polymères azoi͏̈ques dans le cadre de la création de réseaux de surface, la première partie du manuscrit est consacrée a l'étude de l'influence de divers paramètres expérimentaux sur la formation spontanée contrôlée optiquement de ces structures, parmi lesquels la polarisation du faisceau d'écriture ou bien encore la puissance d'irradiation. Une comparaison des résultats obtenus dans notre cas avec différents processus de structuration photo-assistés déjà proposés et dont les origines physiques sont clairement établies est ensuite effectuée, ceci afin de déterminer les paramètres clefs gouvernant la création de ces structures hexagonales en même temps que leurs origines. Dans une seconde partie, une synthèse des différentes expériences réalisées en vue d'évaluer la validité d'effets dits de "feedback optique" tels que ceux observes dans des systèmes de valves a cristaux liquides est effectuée. Ceci a permis de mettre en évidence la difficulté d'interprétation du processus de structuration hexagonal photoinduit : il n'est pas exclu qu'un phénomène de feedback optique soit a l'origine du processus de structuration, mais dans l'état actuel des différentes expériences ayant pu être menées, un phénomène nouveau et original de structuration propre aux polymères azoi͏̈ques ne peut être écarté afin d'expliquer totalement les différents résultats obtenus.