On the Fabrication of Novel Solid Immersion Lenses for Super-Resolution THz Imaging

Dans ce mémoire, j'explore la fabrication de nouvelles lentilles à immersion solide (SIL) à partir de mélanges de poudre de dioxyde de titane (TiO2) et de polypropylène (PP). Deux stratégies différentes de fabrication de lentilles sont explorées et utilisées pour étudier comment l'augmentation de la concentration de TiO2 permet d'améliorer la résolution d'imagerie du système. La première stratégie de fabrication de lentilles consiste à presser la poudre de TiO2 avec une poudre de polypropylène (PP) à la température Vicat du PP tout en contrôlant la concentration de TiO2 et la porosité de la lentille résultante. La seconde consiste à presser la poudre de TiO2 dans un hémisphère creux imprimé en 3D avec un filament de PP. Les lentilles sont ensuite caractérisées physiquement et optiquement, et leurs indices de réfraction sont comparés aux estimations théoriques utilisant le modèle de Bruggeman des milieux effectifs. Les mesures expérimentales dans la gamme de fréquences THz montrent que la limite de résolution de la lentille SI diminue en effet de manière inversement proportionnelle à son indice de réfraction. De plus, je démontre que plusieurs lentilles battent la limite de diffraction d'Abbe de /2NA et atteignent une résolution aussi basse que 0.2 , ce qui est comparable aux meilleures résolutions rapportées dans la littérature lors de l'utilisation de lentilles à immersion solide en Silicium plus standard et très dispendieuses. La technique de fabrication simple et efficace en termes de coût pour la fabrication de lentilles SIL rapportée dans ce mémoire a un fort potentiel pour la fabrication de composants d'imagerie THz et promet une amélioration des performances des SIL au-delà des solutions en Silicium les plus courantes.