FR3055415B1

FR3055415B1 - 3D SLOT WAVE GUIDE AND SENSOR DEVICE, AND METHOD OF MANUFACTURING SUCH WAVEGUIDE

Info

Publication number: FR3055415B1
Application number: FR1757943A
Authority: FR
Inventors: Isabelle Raible; Johannes Milvich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2019-09-13
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: FR3055415A1; DE102016216328A1; IT201700096070A1

Abstract

Guide d'onde à fente 3D (100) comprenant un dispositif de guide d'onde, une première couche (1) ayant un premier indice de réfraction et qui est au moins en partie sur le dispositif guide d'onde, et une seconde couche (2) ayant un second indice de réfraction. Le dispositif de guide d'onde comprend un guide d'onde à bandes (4), et la seconde couche (2) est prévue au moins en partie sur le côté (104) de la première couche (1) à l'opposé du guide d'onde à bandes (4), la première couche (1) formant une fente du guide d'onde 3D (100). La seconde couche (200) est au moins partiellement perméable à un analyte et la première couche (1) a une propriété qui dépend d'un analyte.A 3D slotted waveguide (100) comprising a waveguide device, a first layer (1) having a first refractive index and which is at least partly on the waveguide device, and a second layer (2) having a second refractive index. The waveguide device comprises a strip waveguide (4), and the second layer (2) is provided at least in part on the side (104) of the first layer (1) away from the band waveguide (4), the first layer (1) forming a slot of the 3D waveguide (100). The second layer (200) is at least partially permeable to an analyte and the first layer (1) has an analyte dependent property.

Description

Domaine de l‘inventionField of the invention

La présente invention se rapporte à un guide d'onde à fente 3D comprenant : un dispositif de guide d'onde, une première couche ayant un premier indice de réfraction et qui est au moins en partie sur le dispositif guide d'onde, et une seconde couche ayant un second indice de réfraction. L’invention se rapporte également à un procédé de fabrication d’un tel guide d'onde et à un dispositif de capteur équipé d’un tel guide d'onde.The present invention relates to a 3D slot waveguide comprising: a waveguide device, a first layer having a first refractive index and which is at least partly on the waveguide device, and a second layer having a second refractive index. The invention also relates to a method of manufacturing such a waveguide and to a sensor device equipped with such a waveguide.

Etat de la techniqueState of the art

Le document « Experimental démonstration of guiding and confining light in nanometer-size low-refractive-index material » (Xu et al. Optics Letter, Vol. 29, No. 14, 2004) décrit un guide d’onde à fente. Le guide d'onde à fente comporte une fente étroite en une matière à faible réfraction entre deux zones rectangulaires à fort indice de réfraction et qui sont toutes deux entourées par une enveloppe en une matière à faible réfraction."Experimental demonstration of guiding and confining light in nanometer-size low-refractive-index material" (Xu et al., Optics Letter, Vol 29, No. 14, 2004) discloses a slit waveguide. The slotted waveguide has a narrow slit of low-refraction material between two rectangular areas having a high refractive index and both of which are surrounded by an envelope of low-refraction material.

Les ondes électromagnétiques sont guidées dans la fente du guide d'onde alors que dans le cas de guides d'onde à bandes, usuels, les ondes électromagnétiques sont guidées dans le guide d'onde.The electromagnetic waves are guided in the slit of the waveguide whereas in the case of usual waveguides the electromagnetic waves are guided in the waveguide.

Les capteurs photoniques intégrés ont un grand nombre d’applications, par exemple comme capteurs d’environnement, capteurs inertiels, et/ou comme capteurs biologiques. Par exemple, des capteurs photoniques intégrés peuvent s’utiliser pour l’analyse DNA. Pour augmenter la sensibilité des capteurs photoniques intégrés pour des analytes spéciaux à examiner, on peut fonctionnaliser les capteurs photoniques intégrés, par exemple en utilisant une gaine ou enveloppe appropriée. L’enveloppe peut être notamment une couche sensible qui varie en fonction de la concentration de l’analyte, par exemple son indice de réfraction ou ses dimensions. Les analytes sont des gaz, des liquides, des corps solides ou des mélanges de différents états d’agrégation. Dans le cas de guides d’onde à bandes, fonctionnalisés, ayant une couche sensible, une onde évanescente du rayonnement électromagnétique dans le guide d'onde réagit avec la couche sensible dont l’indice de réfraction ou des dimensions varient avec la concentration de l’analyte.Integrated photonic sensors have a large number of applications, for example as environmental sensors, inertial sensors, and / or as biological sensors. For example, integrated photonic sensors can be used for DNA analysis. To increase the sensitivity of integrated photonic sensors for special analytes to be examined, integrated photonic sensors may be functionalized, for example by using an appropriate sheath or envelope. The envelope may in particular be a sensitive layer which varies as a function of the concentration of the analyte, for example its refractive index or its dimensions. The analytes are gases, liquids, solid bodies or mixtures of different states of aggregation. In the case of functionalized waveguides having a sensitive layer, an evanescent wave of the electromagnetic radiation in the waveguide reacts with the sensitive layer whose refractive index or dimensions vary with the concentration of the light. analyte.

Cette variation de l’indice de réfraction peut se détecter par exemple avec un procédé de sélection par résonance ou par interfé-rométrie et être exploitée. Un système pour la mise en oeuvre du procédé de sélection peut être installé sur la même puce que le guide d'onde à bandes, fonctionnalisé. De plus, on peut par exemple intégrer également les sources de rayonnement pour générer le rayonnement et/ou des photodétecteurs pour détecter le rayonnement sur la puce. Plus le chevauchement entre le mode appliqué par le guide d'onde du rayonnement électromagnétique et la couche sensible est grand et plus sensible sera le capteur photonique intégré réagissant à l’analyte et ainsi la précision de la mesure du capteur sera élevée.This variation of the refractive index can be detected for example with a resonance selection method or by intermebretometry and be exploited. A system for carrying out the selection method may be installed on the same chip as the functionalized banded waveguide. In addition, one can for example also integrate the radiation sources to generate the radiation and / or photodetectors to detect the radiation on the chip. The greater the overlap between the mode applied by the waveguide of the electromagnetic radiation and the sensitive layer, the greater the sensitivity of the integrated photonic sensor reacting to the analyte and thus the accuracy of the measurement of the sensor will be high.

Dans les guides d’onde à fente, fonctionnalisés, le rayonnement électromagnétique est conduit principalement dans la couche sensible. Contrairement à cela, dans le cas de guides d’onde à bandes, fonctionnalisés, le mode est conduit de façon amplifiée dans le guide d'onde à bandes. Dans les guides d’onde à bandes, l’onde évanescente interagit avec la couche sensible. Lorsqu’on utilise des guides d’onde à fente, fonctionnalisés, on peut atteindre une sensibilité poussée pour détecter les analytes. Les guides d’onde à fente, fonctionnalisés, selon l’état de la technique, peuvent être réalisés par exemple par des procédés lithographiques et de gravure, convenant pour des structures comme par exemple la fente du guide d'onde à fente, fonctionnalisé, qui seront réalisées de manière précise dans le domaine du nanomètre. Exposé et avantages de l’inventionIn functionalized slotted waveguides, the electromagnetic radiation is mainly conducted in the sensitive layer. In contrast, in the case of functionalized bandwidth waveguides, the mode is amplified in the bandwidth waveguide. In the band waveguides, the evanescent wave interacts with the sensitive layer. When functionalized slit waveguides are used, a high sensitivity can be achieved to detect the analytes. The slit waveguides, functionalized according to the state of the art, can be produced for example by lithographic and etching processes, suitable for structures such as, for example, the slot of the slit waveguide, which is functionalized, which will be carried out in a precise way in the field of the nanometer. Description and advantages of the invention

La présente invention a pour objet un guide d'onde à fente 3D du type défini ci-dessus caractérisé en ce que le dispositif de guide d'onde comprend un guide d'onde à bandes, la seconde couche est au moins en partie sur le côté de la première couche à l’opposé du guide d'onde à bandes, la première couche formant une fente du guide d'onde à fente 3D, la seconde couche est au moins partiellement perméable à un analyte, et la première couche a au moins une propriété qui dépend d’un analyte. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication d’un guide d'onde à fente 3D comprenant les étapes suivantes consistant à : utiliser un guide d'onde à bandes, appliquer la première couche sur le guide d'onde à bandes, et appliquer la seconde couche sur le côté de la première couche à l’opposé du guide d'onde à bandes. L’invention a l’avantage de réaliser un guide d'onde à fente 3D, robuste, avec des moyens et des étapes de procédé simples. On arrive à une sensibilité élevée et à une grande précision des résultats de mesure dans l’analyse de l’analyte en utilisant le guide d'onde à fente 3D.The present invention relates to a 3D slotted waveguide of the type defined above, characterized in that the waveguide device comprises a strip waveguide, the second layer is at least partly on the side of the first layer opposite the strip waveguide, the first slit layer of the slit waveguide 3D, the second layer is at least partially permeable to an analyte, and the first layer is at least partially less a property that depends on an analyte. The invention also relates to a method for manufacturing a 3D slotted waveguide comprising the following steps: using a strip waveguide, applying the first layer on the strip waveguide, and apply the second layer on the side of the first layer away from the strip waveguide. The invention has the advantage of producing a robust 3D slot waveguide with simple means and process steps. High sensitivity and accuracy of measurement results are achieved in analyte analysis using the 3D slit waveguide.

Ainsi et comme exposé, l’invention a pour objet un guide d'onde à fente 3D comportant un dispositif de guide d'onde, une première couche avec un premier indice de réfraction et qui est au moins en partie sur le dispositif guide d'onde ainsi qu’une seconde couche ayant un second indice de réfraction. Le guide d'onde à fente 3D se caractérise en ce qu’il comporte un guide d'onde à bandes et la seconde couche est au moins en partie sur le côté de la première couche non tourné vers le guide d'onde à bandes, la première couche formant une fente du guide d'onde à fente 3D et la seconde couche est au moins partiellement transparente à au moins un analyte et la première couche a au moins une propriété qui dépend d’au moins un analyte.Thus, and as disclosed, the subject of the invention is a 3D slot waveguide comprising a waveguide device, a first layer with a first refractive index and which is at least partly on the guide device of the invention. wave and a second layer having a second refractive index. The 3D slotted waveguide is characterized in that it comprises a strip waveguide and the second layer is at least partly on the side of the first layer not facing the strip waveguide, the first slot-forming layer of the 3D slit waveguide and the second layer is at least partially transparent to at least one analyte and the first layer has at least one property that depends on at least one analyte.

Selon un développement, le premier indice de réfraction est inférieur au second indice de réfraction. En particulier, l’indice de réfraction du guide d'onde à bandes est supérieur au premier indice de réfraction. Il en résulte l’avantage que le rayonnement électromagnétique conduit dans la première couche et ainsi le chevauchement entre le rayonnement électromagnétique dans le guide d'onde à fente 3D et la première couche qui a une propriété dépendant de l’analyte est avantageusement important. Ainsi, on aura une sensibilité élevée et une précision poussée des résultats de mesure dans l’analyse d’un analyte en utilisant le guide d'onde à fente 3D.According to one development, the first refractive index is smaller than the second refractive index. In particular, the refractive index of the strip waveguide is greater than the first refractive index. This results in the advantage that the electromagnetic radiation leads into the first layer and thus the overlap between the electromagnetic radiation in the 3D slot waveguide and the first layer which has an analyte-dependent property is advantageously important. Thus, one will have a high sensitivity and accuracy of the measurement results in analyzing an analyte using the 3D slit waveguide.

Selon un développement, la première propriété de la première couche qui dépend d’au moins un analyte est le premier indice de réfraction, notamment la partie réelle du premier indice de réfraction. En variante, la seconde propriété de la première couche qui dépend d’au moins un analyte est le premier indice de réfraction de la première couche, cet indice étant un indice de réfraction complexe, en particulier la partie imaginaire du premier indice de réfraction. Un avantage est qu’en considérant la variation de l’indice de réfraction complexe comme propriété qui varie par exemple en fonction de la concentration de l’analyte, on aura des effets d’amortissement comme ceux produits par exemple par l’absorption du rayonnement électromagnétique et ainsi, on aura des informations supplémentaires pour la sélection ou le référencement.According to one development, the first property of the first layer which depends on at least one analyte is the first refractive index, in particular the real part of the first refractive index. Alternatively, the second property of the first layer which depends on at least one analyte is the first refractive index of the first layer, this index being a complex refractive index, in particular the imaginary part of the first refractive index. One advantage is that by considering the variation of the complex refractive index as a property which varies for example as a function of the concentration of the analyte, there will be damping effects such as those produced for example by the absorption of the radiation. electromagnetic and so we will have additional information for selection or referencing.

En variante ou en complément, la troisième propriété de la première couche qui dépend de l’analyte est une dimension de la première couche. Si l’on réalise le contact entre la première couche et l’analyte, la première couche peut gonfler ou se rétracter de sorte qu’au moins une dimension de la première couche varie. A titre d’exemple, l’épaisseur de la couche varie. Le gonflement permet par exemple une modification de l’indice de réfraction effectif en mode de rayonnement électromagnétique ; cette variation se détermine à l’aide d’un système d’exploitation par résonance ou interférométrie et elle est associée à la concentration de l’analyte.Alternatively or in addition, the third property of the first analyte-dependent layer is a dimension of the first layer. If contact is made between the first layer and the analyte, the first layer may swell or retract so that at least one dimension of the first layer varies. For example, the thickness of the layer varies. The swelling allows for example a modification of the effective refractive index in electromagnetic radiation mode; this variation is determined using a resonance or interferometry operating system and is associated with the concentration of the analyte.

Selon un développement, la seconde couche est en une matière poreuse pour au moins un analyte. Il est avantageux que l’analyte puisse ainsi pénétrer de façon simple à travers la seconde couche jusqu’à la première couche. Un autre avantage est que la perméabilité de la seconde couche pour au moins un analyte, résulte en variante ou en complément, des propriétés chimiques de la seconde couche qui est seulement traversée de manière sélective par des analytes sélectionnés qui pourront arriver à la première couche.According to one development, the second layer is made of a porous material for at least one analyte. It is advantageous that the analyte can thus penetrate in a simple manner through the second layer to the first layer. Another advantage is that the permeability of the second layer for at least one analyte results in a variant or in addition to the chemical properties of the second layer which is only selectively traversed by selected analytes which can reach the first layer.

En variante ou en complément, la seconde couche a une dimension prédéterminée de pores, la seconde couche fonctionnant comme filtre pour les molécules ou les particules et cette fonction de filtre dépend de la taille des pores. Il est avantageux qu’ainsi les mé langes de matières, non souhaités qui pourraient par exemple fausser des résultats des mesures, n’arrivent pas jusqu’à la première couche et ne modifient ainsi aucune propriété de cette couche. On augmente ainsi la sensibilité, la sélectivité vis-à-vis des analytes, la précision et la fiabilité des mesures du guide d'onde à fente 3D. De plus, la première couche est ainsi protégée contre l’influence de l’environnement, des gaz, notamment de l’humidité, des fluides et/ou des corps solides qui peuvent par exemple endommager la première couche par des réactions chimiques ou des effets analogues. Cela permet avantageusement d’augmenter la robustesse et la durée de vie du guide d'onde à fente 3D.Alternatively or additionally, the second layer has a predetermined pore size, the second layer functions as a filter for molecules or particles and this filter function is dependent on pore size. It is advantageous that in this way the unwanted material mixtures which could, for example, distort measurement results, do not reach the first layer and thus do not modify any properties of this layer. This increases the sensitivity, the selectivity towards the analytes, the accuracy and the reliability of the measurements of the 3D slotted waveguide. In addition, the first layer is thus protected against the influence of the environment, gases, especially moisture, fluids and / or solid bodies which may for example damage the first layer by chemical reactions or effects like. This advantageously makes it possible to increase the robustness and the service life of the 3D slot waveguide.

Un dispositif de capteur comportant au moins un guide d'onde à fente 3D selon Tune des formes de réalisation décrites ci-dessus et une unité d’exploitation pour déterminer l’analyte à partir d’une variation d’au moins une propriété de la première couche est avantageuse car ainsi on améliore les avantages des formes de réalisation décrites ci-dessus, à savoir la sensibilité, la sélectivité vis-à-vis de certains analytes, la précision et la fiabilité des résultats de mesure du dispositif de capteur. L’invention a également pour objet un procédé de fabrication comme cela a déjà été indiqué. Un avantage du procédé est de pouvoir effectuer les étapes par des moyens simples et avec une plus grande précision. Un autre avantage est que la réalisation d’un guide d'onde à fente 3D pourra se faire avec une plus grande qualité et fiabilité ; ainsi on aura une fabrication économique du guide d'onde à fente 3D en plus grande série et avec une qualité poussée. En particulier, il ne faut aucun procédé lithographique qui réalise une précision de lithographie inférieure à 100 nm.A sensor device having at least one 3D slotted waveguide according to one of the embodiments described above and an operating unit for determining the analyte from a variation of at least one property of the The first layer is advantageous because it improves the advantages of the embodiments described above, namely the sensitivity, the selectivity vis-à-vis certain analytes, the accuracy and reliability of the measurement results of the sensor device. The invention also relates to a manufacturing method as already indicated. One advantage of the method is that it can perform the steps by simple means and with greater precision. Another advantage is that the realization of a 3D slot waveguide can be done with greater quality and reliability; thus we will have an economical manufacture of the 3D slot waveguide in larger series and with a high quality. In particular, no lithographic process is required which achieves a lithography accuracy of less than 100 nm.

Dessinsdrawings

La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l’aide de guides d’onde à fente, 3D, représentés dans les dessins annexés dans lesquels : la figure la est une section d’un guide d’onde à bandes fonctionnalisé, la figure lb est une section d’un guide d’onde à fente, fonctionnalisé comportant deux guides d’onde à fente, la figure 2 est une section d’un guide d’onde à fente 3D selon un exemple de réalisation de l’invention, la figure 3 est un schéma par blocs d’un dispositif de capteur, la figure 4 montre le résultat de simulation d’un profil de mode TE d’un guide d’onde à bandes avec une couche sensible, la figure 5 montre le résultat de simulation d’un profil de mode TE d’un guide d’onde à fente 3D, la figure 6 montre le résultat de simulation pour un profil de mode TM d’un guide d’onde à bandes avec une couche sensible, la figure 7 montre le résultat de simulation d’un profil de mode TM d’un guide d’onde à fente 3D, la figure 8 montre le résultat de simulation pour la sensibilité d’un guide d’onde à bandes comportant une couche sensible pour le mode TE, la figure 9 montre le résultat de simulation de la sensibilité d’un guide d’onde à fente 3D pour le mode TE, la figure 10 montre le résultat de simulation de la sensibilité d’un guide d’onde à bandes avec une couche sensible pour le mode TM, la figure 11 montre le résultat de simulation de la sensibilité d’un guide d’onde à fente 3D pour le mode TM, et la figure 12 montre un ordinogramme d’un procédé de fabrication d’un guide d’onde à fente 3D.The present invention will be described below in more detail using slotted waveguides, 3D, shown in the accompanying drawings in which: Figure la is a section of a waveguide with functionalized bands FIG. 1b is a section of a functionalized slot waveguide having two slot waveguides, FIG. 2 is a section of a 3D slot waveguide according to an exemplary embodiment of FIG. FIG. 3 is a block diagram of a sensor device, FIG. 4 shows the simulation result of a TE mode profile of a strip waveguide with a sensitive layer, FIG. shows the simulation result of a TE mode profile of a 3D slotted waveguide, Figure 6 shows the simulation result for a TM mode profile of a stripe waveguide with a sensitive layer , Figure 7 shows the simulation result of a TM mode profile of a mistletoe FIG. 8 shows the simulation result for the sensitivity of a bandwidth waveguide comprising a sensitive layer for the TE mode; FIG. 9 shows the simulation result of the sensitivity of the waveguide; a 3D slot waveguide for the TE mode, Fig. 10 shows the simulation result of the sensitivity of a strip waveguide with a sensitive layer for the TM mode, Fig. 11 shows the simulation result the sensitivity of a 3D slot waveguide for the TM mode, and Figure 12 shows a flowchart of a method of manufacturing a 3D slot waveguide.

Description de modes de réalisationDescription of embodiments

La figure la montre la section d’un guide d’onde à bandes, fonctionnalisé 200’ qui comporte un guide d’onde à bandes 202 installé sur un substrat 203 et entouré d’une couche sensible 201. Les zones sensibles du guide d’onde à bandes 202 de la figure la sont esquissées par des ellipses en trait interrompu. Les guides d’onde à bandes, fonctionnalisés 200’ appliquent un mode de rayonnement électromagnétique au guide d’onde à bandes 202. Le mode pénètre dans la couche sensible 201 et s’attenue exponentiellement dans la couche sensible 201. Ce phénomène est appelé évanescence. Ainsi, une onde évanescente interagit avec la couche sensible 201.FIG. 1a shows the section of a functionalized waveguide 200 'which comprises a banded waveguide 202 installed on a substrate 203 and surrounded by a sensitive layer 201. The sensitive areas of the waveguide Bandwidth 202 of Figure la are sketched by ellipses in broken lines. The functionalized band waveguides 200 'apply an electromagnetic radiation mode to the strip waveguide 202. The mode enters the sensitive layer 201 and exponentially expands into the sensitive layer 201. This phenomenon is called evanescence . Thus, an evanescent wave interacts with the sensitive layer 201.

La figure lb montre un guide d’onde à fente 200, fonctionnalisé. Le guide d’onde à fente 200, fonctionnalisé, se compose de deux guides d’onde à bandes 202 écartés l’un de l’autre sur un même substrat 203. La distance 205 caractérise l’intervalle entre les guides d’onde à bandes 202. L’intervalle 205 se situe dans le domaine du nanomètre. Les deux guides d’onde à bandes 202 sont couverts par une couche sensible 201 qui existe également dans l’intervalle entre les deux guides d’onde à bandes 202. La zone sensible 204 du guide d’onde à fente 200 est esquissée par une ellipse en trait interrompu dans la région de cet intervalle.Figure 1b shows a functionalized slot waveguide 200. The slit waveguide 200, functionalized, consists of two waveguides 202 separated from each other on the same substrate 203. The distance 205 characterizes the interval between the waveguides to The gap 205 is in the nanometer range. The two banded waveguides 202 are covered by a sensitive layer 201 which also exists in the gap between the two band waveguides 202. The sensitive area 204 of the slot waveguide 200 is outlined by a ellipse in broken line in the region of this interval.

La figure 2 montre une section d’un exemple de réalisation d’un guide d’onde à fente 3D, 100. Sur un substrat 3, par exemple un substrat de silicium sur isolant (SOI), on a développé un guide d’onde à bandes 4 qui représente un dispositif de guide d’onde. Le guide d’onde à bandes 4 est par exemple en silicium (Si). La surface 105 du guide d’onde à bandes 4 comprend à la figure 2, trois surfaces : d’une part, les deux surfaces latérales du guide d’onde à bandes 4 écartées l’une de l’autre et situées chacune dans un plan parallèle au plan y-z et d’autre part, la surface supérieure du guide d’onde 4 qui relie entre elles les deux surfaces latérales et qui est parallèle au plan x-z sur le côté non tourné vers le substrat 3. La surface supérieure 105 du guide d’onde à bandes 4 selon la figure 2 porte une première couche 1 ayant un premier indice de réfraction. Une seconde couche 2 de cet exemple de réalisation se trouve sur le côté 104 de la première couche 1 à l’opposé du guide d'onde à bandes 4. La première couche 1 forme l’intervalle du guide d'onde à fente 3D, 100 entre le guide d'onde à bandes 4 et la seconde couche 2. La seconde couche 2 a un second indice de réfraction. La seconde couche 2 est au moins partiellement perméable à au moins un analyte. L’analyte peut se trouver sur le côté de la seconde couche 2 à l’opposé de la première couche 1, et qui correspond, à la figure 2, à la surface supérieure 106 du guide d'onde à fente 3D, 100 et qui est prévu au moins en partie. Du fait de la nature de la seconde couche 2, l’analyte peut arriver jusqu’à la première couche 1. La première couche 1 a au moins une propriété qui dépend d’au moins un analyte. Le guide d'onde à fente 3D, 100 comprend le guide d'onde à bandes 4, la première couche 1 et la seconde couche 2. L’indice de réfraction du guide d'onde à bandes 4 de cet exemple de réa lisation est supérieur au premier indice de réfraction ; le premier indice de réfraction est inférieur au second indice de réfraction. En variante ou en complément, le second indice de réfraction peut être supérieur à l’indice de réfraction de l’échantillon constitué par un analyte.FIG. 2 shows a section of an exemplary embodiment of a 3D slotted waveguide 100. On a substrate 3, for example a silicon on insulator (SOI) substrate, a waveguide has been developed. 4 which represents a waveguide device. The strip waveguide 4 is for example silicon (Si). The surface 105 of the strip waveguide 4 comprises in FIG. 2 three surfaces: on the one hand, the two lateral surfaces of the waveguide 4 separated from each other and each located in a plane parallel to the plane yz and secondly, the upper surface of the waveguide 4 which connects the two side surfaces and which is parallel to the plane xz on the side not facing the substrate 3. The upper surface 105 of the Strip waveguide 4 according to Figure 2 carries a first layer 1 having a first refractive index. A second layer 2 of this embodiment is on the side 104 of the first layer 1 away from the strip waveguide 4. The first layer 1 forms the gap of the 3D slot waveguide, The second layer 2 has a second refractive index. The second layer 2 is at least partially permeable to at least one analyte. The analyte may be on the side of the second layer 2 opposite to the first layer 1, and which corresponds, in FIG. 2, to the upper surface 106 of the 3D slotted waveguide 100, and which is provided at least in part. Due to the nature of the second layer 2, the analyte can reach the first layer 1. The first layer 1 has at least one property that depends on at least one analyte. The 3D slotted waveguide 100 includes the strip waveguide 4, the first layer 1 and the second layer 2. The refractive index of the strip waveguide 4 of this exemplary embodiment is greater than the first refractive index; the first refractive index is smaller than the second refractive index. Alternatively or in addition, the second refractive index may be greater than the refractive index of the sample consisting of an analyte.

Le guide d'onde à bandes 4, la première couche 1 et la seconde couche 2 forment ainsi une succession de couches 4, 1, 2 ayant respectivement un indice de réfraction élevé, un indice de réfraction bas et un indice de réfraction élevé. Si Ton injecte un rayonnement électromagnétique dans le guide d'onde à bandes 4, on a au moins un mode de rayonnement électromagnétique dans le guide d'onde à bandes. Par la succession de couches, on réalise qu’au moins un mode ne se développe pas dans le guide d'onde à bandes 4 mais se multiplie dans la première couche 1. La première couche 1 a au moins une propriété qui varie en fonction de l’analyte et constitue ainsi une couche sensible. Si un mode est appliqué à la première couche 1, alors le chevauchement entre le mode et la couche sensible est le plus grand. Ainsi, la sensibilité de la première couche 1 sera utilisée de façon optimale. Par le choix de l’indice de réfraction des couches 4, 1, 2, on peut régler ce chevauchement. Le choix des matériaux et des dimensions des éléments du guide d'onde à fente 3D, 100 comme par exemple la première couche 1, la seconde couche 2 et le guide d'onde à bandes 4, permet de régler le ou les modes avec lesquels les longueurs d’onde peuvent être conduites dans le guide d'onde à fente 3D, 100. A titre d’exemple, on choisit les matières et les dimensions pour conduire un mode de longueur d’onde de 1,55 gm dans le guide d'onde à fente 3D, 100. Comme cela est montré à la figure lb, le guide d'onde à fente 3D, 200 forme également l’intervalle qui à la figure 2 est formé par la première couche 1, avec une zone sensible du guide d'onde à fente 3D, 100. La surface supérieure 105 du guide d'onde à bandes 4 de cet exemple de réalisation est complètement couverte par la première couche 1. A la figure 2, on a esquissé les zones sensibles 101, 102, 103 par des ellipses tracées avec un trait interrompu. La première zone sensible 101 et la seconde zone sensible 102 se trouvent dans la zone de côté en regard de la surface supérieure 105 du guide d'onde à bandes 4. La troisième zone sen sible 103 se trouve sur le côté du guide d'onde à bandes 4 à l’opposé du substrat 3.The strip waveguide 4, the first layer 1 and the second layer 2 thus form a succession of layers 4, 1, 2 having respectively a high refractive index, a low refractive index and a high refractive index. If electromagnetic radiation is injected into the strip waveguide 4, at least one electromagnetic radiation mode is present in the strip waveguide. By the succession of layers, it is realized that at least one mode does not develop in the strip waveguide 4 but multiplies in the first layer 1. The first layer 1 has at least one property which varies according to the analyte and thus constitutes a sensitive layer. If a mode is applied to the first layer 1, then the overlap between the mode and the sensitive layer is the largest. Thus, the sensitivity of the first layer 1 will be used optimally. By the choice of the refractive index of the layers 4, 1, 2, this overlap can be adjusted. The choice of the materials and the dimensions of the elements of the 3D slotted waveguide 100, such as for example the first layer 1, the second layer 2 and the strip waveguide 4, make it possible to regulate the mode or modes with which the wavelengths can be conducted in the 3D slotted waveguide 100. For example, the materials and dimensions are chosen to drive a 1.55 gm wavelength mode in the guide. As is shown in FIG. 1b, the slotted waveguide 3D, 200 also forms the gap which in FIG. 2 is formed by the first layer 1, with a sensitive zone. of the 3D slotted waveguide 100. The upper surface 105 of the strip waveguide 4 of this embodiment is completely covered by the first layer 1. In FIG. 2, the sensitive areas 101 are outlined, 102, 103 by ellipses drawn with a broken line. The first sensitive area 101 and the second sensitive area 102 are in the side area facing the upper surface 105 of the strip waveguide 4. The third visible area 103 is on the side of the waveguide with strips 4 opposite the substrate 3.

La première couche 1 a au moins une propriété qui dépend de l’analyte. La sensibilité du guide d'onde à fente 3D, 100 par rapport à l’analyte est réalisée par la première couche 1. Le guide d'onde à fente 3D, 100 selon un exemple de réalisation, peut également être sensible à plusieurs analytes. Les analytes sont des échantillons contenant une matière dont on veut obtenir une information par une analyse chimique. Les analytes sont par exemple des matières biologiques ou des produits chimiques. Les analytes chimiques peuvent être par exemple des molécules à l’état gazeux telles que du dioxyde de carbone (CO2), le formaldéhyde ou de l’eau (H2O) pour faire des analyses de l’environnement. En outre, les analytes chimiques peuvent contenir des ions tels que des ions de calcium (Ca2+), des ions de potassium (K+) pour des applications de contrôle sanguin ou de surveillance de la qualité de l’eau mais également des molécules neutres telles que du méthanol pour des piles à combustible ou de l’eau oxygénée (H2O2) pour l’analyse de l’air respiré. A titre d’exemple, on détermine la concentration d’un ou plusieurs analytes dans le cadre d’une analyse chimique. L’échantillon est la matière analysée qui se présente sous la forme d’une matière chimique ou d’un mélange de matières. L’échantillon peut être à l’état gazeux, liquide et/ou solide. Par exemple, l’échantillon peut comporter des matières biologiques à l’aide desquelles on effectue une analyse DNA. Le premier indice de réfraction de la première couche 1 est choisi aussi petit que possible de sorte que le mode du rayonnement électromagnétique se fera de manière multipliée dans la première couche 1. L’expression « multiplié » signifie qu’au moins un mode sera exécuté au moins en partie dans la première couche 1. En présente d’au moins un analyte, la première couche modifie au moins une caractéristique, par exemple en fonction de la concentration de l’analyte. Cette caractéristique peut comporter une première propriété, une seconde propriété et/ou une troisième propriété. La première propriété de la première couche 1 qui dépend de l’analyte peut être le premier indice de réfraction. Par exemple, une modification de la concentration de l’analyte peut conduire à une modification du premier indice de réfraction. A partir de cette modification, on peut conclure en retour à la concentration de l’analyte. En variante ou en complément, la seconde propriété de la première couche 1 variera par exemple en fonction de la concentration de l’analyte. La seconde propriété est par exemple le premier indice de réfraction qui est un indice de réfraction plus complexe. Le premier indice de réfraction peut également se présenter sous la forme d’un nombre complexe pour tenir compte par exemple de l’absorption du mode dans le guide d'onde à fente 3D, 100. Une modification du premier indice de réfraction peut être associée en tenant compte des effets d’amortissement tels que par exemple l’absorption au mode selon la concentration de l’analyte, ce qui permet d’améliorer la précision et la sélectivité de la mesure de concentration ainsi que la tenue de la mesure de concentration par rapport aux effets d’arrière plan.The first layer 1 has at least one property that depends on the analyte. The sensitivity of the 3D slit waveguide 100 relative to the analyte is achieved by the first layer 1. The slit waveguide 3D, 100 according to an example embodiment, can also be sensitive to several analytes. Analytes are samples containing a material for which information is sought by chemical analysis. The analytes are for example biological materials or chemicals. The chemical analytes may be, for example, molecules in the gaseous state such as carbon dioxide (CO2), formaldehyde or water (H2O) for carrying out environmental analyzes. In addition, the chemical analytes may contain ions such as calcium ions (Ca2 +), potassium ions (K +) for blood monitoring or water quality monitoring applications as well as neutral molecules such as methanol for fuel cells or hydrogen peroxide (H2O2) for analysis of the breathing air. By way of example, the concentration of one or more analytes is determined in the context of a chemical analysis. The sample is the analyzed material in the form of a chemical substance or a mixture of materials. The sample may be in the gaseous, liquid and / or solid state. For example, the sample may include biological materials with which DNA analysis is performed. The first refractive index of the first layer 1 is chosen as small as possible so that the mode of the electromagnetic radiation will be multiplied in the first layer 1. The expression "multiplied" means that at least one mode will be executed at least partly in the first layer 1. In the presence of at least one analyte, the first layer modifies at least one characteristic, for example depending on the concentration of the analyte. This feature may include a first property, a second property, and / or a third property. The first property of the first layer 1 which depends on the analyte may be the first refractive index. For example, a change in the concentration of the analyte can lead to a change in the first refractive index. From this modification, one can conclude in return to the concentration of the analyte. Alternatively or in addition, the second property of the first layer 1 will vary for example depending on the concentration of the analyte. The second property is for example the first refractive index which is a more complex index of refraction. The first refractive index can also be in the form of a complex number to take account, for example, of the absorption of the mode in the 3D slit waveguide 100. A modification of the first refractive index can be associated taking into account damping effects such as, for example, absorption in the mode according to the concentration of the analyte, which makes it possible to improve the precision and the selectivity of the concentration measurement as well as the holding of the concentration measurement. compared to the background effects.

En variante ou en complément, la troisième propriété de la première couche 1 peut varier en fonction de l’analyte. La troisième propriété est au moins une dimension de la première couche 1. Une des dimensions de la première couche est par exemple son épaisseur. L’épaisseur de la première couche est la distance entre la seconde couche 2 et la surface 105 du guide d'onde à bandes 4. D’autres dimensions sont par exemple la largeur de la première couche 1. Si le contact est établi entre la première couche et l’analyte, alors la première couche 1 gonfle ou se rétracte, c'est-à-dire se dessèche, de sorte qu’au moins une dimension de la première couche 1 varie. Les variations de la première propriété, de la seconde propriété et/ou de la troisième propriété en fonction de la concentration de l’analyte, peuvent être la variation d’un indice de réfraction efficace, complexe, du mode appliqué par le guide d'onde à fente 3D, 100. Comme matière pour la première couche 1, on choisit par exemple des matières qui, par comparaison avec le second indice de réfraction et l’indice de réfraction du guide d'onde à bandes 4, ont un premier indice de réfraction plus petit et au moins une propriété qui contient la sensibilité vis-à-vis de l’analyte. Comme le mode de rayonnement électromagnétique est appliqué de plus en plus dans la première couche 1, on choisit la matière pour qu’elle présente une faible absorption de la longueur d’onde correspondant à ce mode.Alternatively or additionally, the third property of the first layer 1 may vary depending on the analyte. The third property is at least one dimension of the first layer 1. One of the dimensions of the first layer is, for example, its thickness. The thickness of the first layer is the distance between the second layer 2 and the surface 105 of the waveguide with strips 4. Other dimensions are for example the width of the first layer 1. If the contact is established between the first layer and the analyte, then the first layer 1 swells or shrinks, i.e. dries, so that at least one dimension of the first layer 1 varies. The variations of the first property, the second property and / or the third property as a function of the concentration of the analyte, can be the variation of an effective refractive index, complex, of the mode applied by the guide of As a material for the first layer 1, for example, materials are chosen which, in comparison with the second refractive index and the refractive index of the waveguide 4, have a first index. of smaller refraction and at least one property which contains sensitivity to the analyte. As the electromagnetic radiation mode is applied more and more in the first layer 1, the material is chosen so that it has a low absorption of the wavelength corresponding to this mode.

Cette faible absorption est notamment avantageuse si la partie réelle du premier indice de réfraction pour la mesure est par exemple considérée pour la concentration de l’analyte. Si l’absorption doit être mesurée comme propriété variant en fonction de l’analyte, il suffit d’une faible absorption. L’expression « multiplié » signifie qu’au moins un mode travaille au moins en partie dans la première couche 1. L’expression « se multiplier » signifie qu’au moins une partie du rayonnement passe dans la première couche 1 contrairement au guide d'onde à bandes 200’ fonctionnalisé, composé du guide d'onde à bandes 202 avec la couche sensible 201 selon la figure la dont le rayonnement est conduit dans le guide d'onde à bandes 202 et qui dans l’environnement du guide d'onde à bandes 202 c’est-à-dire arrive selon la figure la, dans la couche sensible 201 comme champ évanescent. En particulier, la partie du rayonnement conduit dans la première couche 1 est supérieure à la partie du rayonnement du guide d'onde à bandes 4. Les matières qui réagissent au moins en partie avec l’analyte pendant une durée prédéterminée, peuvent servir de première couche 1. La première couche 1 est par exemple un polymère. La première couche 1 est un exemple de réalisation dans lequel on applique un mode ayant une longueur d’onde de 1,55 gm dans le guide d'onde à fente 3D, 100. L’épaisseur varie d’environ 10 nanomètres (nm) jusqu’à quelques centaines de nanomètres. La première couche 1 est par exemple en une ou plusieurs des matières suivantes : polymère, ossature organométallique (MOF), oxyde métallique, porphyrines liaisons organiques, matières à base d’enzyme.This low absorption is particularly advantageous if the real part of the first refractive index for the measurement is for example considered for the concentration of the analyte. If the absorption is to be measured as a property varying according to the analyte, a weak absorption is enough. The expression "multiplied" means that at least one mode works at least partially in the first layer 1. The expression "to multiply" means that at least a portion of the radiation passes through the first layer 1, unlike the guide a banded waveguide 200 'composed of the strip waveguide 202 with the sensitive layer 201 according to FIG. 1a, the radiation of which is conducted in the strip waveguide 202 and which in the environment of the waveguide 202 bandwidth 202 that is to say arrives according to Figure la, in the sensitive layer 201 as evanescent field. In particular, the portion of the radiation conducted in the first layer 1 is greater than the portion of the radiation of the strip waveguide 4. The materials which react at least in part with the analyte for a predetermined time, can serve as the first layer 1. The first layer 1 is for example a polymer. The first layer 1 is an exemplary embodiment in which a mode having a wavelength of 1.55 gm is applied in the 3D slit waveguide 100. The thickness varies from approximately 10 nanometers (nm) up to a few hundred nanometers. The first layer 1 is for example one or more of the following materials: polymer, organometallic framework (MOF), metal oxide, porphyrins organic bonds, enzyme-based materials.

La seconde couche 2 peut être réalisée en un matériau transparent pour l’analyte. L’expression « transparent » signifie que l’analyte peut traverser la seconde couche. La seconde couche 2 est par exemple en une matière poreuse de sorte qu’elle est perméable à un analyte. Cet analyte peut ainsi traverser la seconde couche 2 et arriver sur la première couche 1. En variante ou en complément, la seconde couche 2 a une propriété chimique permettant une sélection de sorte que seuls certains analytes arrivent à la première couche 1. La sélection des analytes peut ainsi se faire chimiquement, par exemple en développant des liaisons chimiques ou physiquement, par exemple par le choix de la taille des pores ou encore par le mélange des deux procédés de sélection. Le second indice de réfraction de la seconde couche 2 peut être supérieur au premier indice de réfraction de la première couche 1. Ainsi, le mode peut être conduit de manière multiple dans la première couche 1. La seconde couche 2 est par exemple avec une ossature métallo-organique dont la taille de pores est réglable de manière quelconque allant par exemple jusqu’à 10 nm.The second layer 2 may be made of a transparent material for the analyte. The term "transparent" means that the analyte can pass through the second layer. The second layer 2 is for example of a porous material so that it is permeable to an analyte. This analyte can thus pass through the second layer 2 and arrive at the first layer 1. In a variant or in addition, the second layer 2 has a chemical property allowing a selection so that only certain analytes reach the first layer 1. The selection of The analytes can thus be chemically carried out, for example by developing chemical or physical bonds, for example by choosing the pore size or by mixing the two selection methods. The second refractive index of the second layer 2 may be greater than the first refractive index of the first layer 1. Thus, the mode can be conducted in a multiple manner in the first layer 1. The second layer 2 is for example with a frame metallo-organic whose pore size is adjustable in any way for example up to 10 nm.

Dans un exemple de réalisation, la seconde couche 2 a une dimension prédéterminée de pores. La porosité de la seconde couche 2 peut par exemple se régler par le choix de la taille des pores. La taille prédéfinie des pores doit au moins permettre qu’au moins un analyte puisse traverser la seconde couche 2 pour arriver sur la première couche 1. La porosité de la seconde couche 2 peut être intrinsèque. Les matières qui ont une porosité intrinsèque sont par exemple le téflon AF, des ossatures métallo-organiques (MOF) ainsi que des réseaux de nanomatières telles que les nanotubes de carbone. En variante ou en complément, la porosité de la seconde couche 2 peut se régler à la fabrication de cette seconde couche 2 en ce que par exemple on utilise un gabarit pour le dépôt de la seconde couche 2. On peut à cet effet utiliser par exemple des procédés connus de la fabrication des polymères imprégnés comme par exemple l’utilisation de tensioactifs (pores 2D) ou encore de gabarits à nanoparticules multicouches. La seconde couche 2 peut être conçue comme filtre pour les molécules ou les particules, la fonction de filtre dépendant de la taille des pores de la seconde couche 2. Les molécules ou particules dont la taille est supérieure à celle des pores ne pourront pas arriver jusqu’à la première couche 1.In an exemplary embodiment, the second layer 2 has a predetermined size of pores. The porosity of the second layer 2 can for example be regulated by the choice of the pore size. The predefined size of the pores must at least allow at least one analyte to pass through the second layer 2 to arrive at the first layer 1. The porosity of the second layer 2 may be intrinsic. The materials which have intrinsic porosity are, for example, Teflon AF, metallo-organic frameworks (MOF) as well as networks of nanomaterials such as carbon nanotubes. Alternatively or in addition, the porosity of the second layer 2 can be adjusted to the manufacture of this second layer 2 in that for example a template is used for the deposition of the second layer 2. It can for this purpose use for example known processes for the manufacture of impregnated polymers, for example the use of surfactants (2D pores) or multilayer nanoparticle templates. The second layer 2 can be designed as a filter for the molecules or particles, the filter function depending on the pore size of the second layer 2. The molecules or particles whose size is greater than that of the pores can not arrive until 'to the first layer 1.

Il est par exemple souhaitable qu’une particule de poussière n’arrive pas sur la première couche 1. Ces particules seront retenues par la seconde couche 2 fonctionnant comme filtre de la première couche 1. La seconde couche 2 a de préférence une absorption moindre ou une dispersion moindre pour la longueur d’onde qui arrive du guide d'onde à fente 3D, 100. La faible absorption est notamment avantageuse si la partie réelle du premier indice de réfraction est prise en compte pour la mesure, par exemple la concentration de l’analyte. Si en revanche, on veut mesurer l’absorption comme propriété variable de l’analyte, il ne faut pas d’absorption faible. Dans le présent exemple de réalisation, on conduit un mode avec une longueur d’onde de 1,55 gm dans le guide d'onde à fente 3D, 100. La seconde couche 2 est par exemple en des matières à base de carbone. Les matières à base de carbone comportent par exemple un réseau de nanotubes de carbone (CNT) ou de nanoparticules. Les nanostructures de carbone peuvent être combinées par des liaisons chimiques pour augmenter la stabilité mécanique de la seconde couche 2. A titre d’exemple, des nanotubes de carbone modifiés COOH qui peuvent être reliés par des diamines. Les matières à base de carbone permettent une bonne diffusion d’au moins un analyte vers la première couche 1 et sont utilisées comme des matières à forte réfraction. En variante ou en complément, la seconde couche 2 est en un polymère à forte réfraction (polymère (HRIP) comme par exemple des polymères utilisés comme revêtements antiréfléchissants. Pour augmenter l’indice de réfraction d’un polymère, on utilise par exemple avec des monomères aromatiques avec adjonction d’atomes tels que par exemple du souffre (S) ou des combinaisons chimiques telles que par exemple la hosphine (PPL). En variante ou en complément, pour augmenter l’indice de réfraction du polymère, on peut ajouter des nanoparticules qui forment des nanocomposites. La seconde couche 2 peut être en nanoparticules telles que par exemple du nitrure de silicium (S13N4), en silicium (Si), oxydes métalliques, polystyrènes. Un fabricant de nanoparticules est par exemple EPRUI Nanoparticles & Mi-crospheres Co. Ltd. En fonction des propriétés chimiques des nanoparticules sélectionnées de la seconde couche 2, on réalise un réseau stable en utilisant différents types de réticulations. On peut par exemple réticuler des nanoparticules d’or par la liaison dithiol, des microsphères de polystyrène à fonction amine avec des acides dicarbonés et des nanoparticules de silicium par une fonction silane.For example, it is desirable that a dust particle does not arrive on the first layer 1. These particles will be retained by the second layer 2 functioning as a filter of the first layer 1. The second layer 2 preferably has a lower absorption or less dispersion for the wavelength that arrives from the 3D slit waveguide, 100. The low absorption is particularly advantageous if the real part of the first refractive index is taken into account for the measurement, for example the concentration of the analyte. If, on the other hand, we want to measure the absorption as variable property of the analyte, we do not need weak absorption. In the present embodiment, a mode with a wavelength of 1.55 gm is conducted in the 3D slotted waveguide 100. The second layer 2 is for example made of carbon-based materials. Carbon-based materials include, for example, a network of carbon nanotubes (CNTs) or nanoparticles. The carbon nanostructures can be combined by chemical bonds to increase the mechanical stability of the second layer 2. By way of example, COOH-modified carbon nanotubes which can be connected by diamines. The carbon based materials allow good diffusion of at least one analyte to the first layer 1 and are used as high refractive materials. Alternatively or in addition, the second layer 2 is made of a high-refractive polymer (polymer (HRIP) such as polymers used as antireflective coatings.) To increase the refractive index of a polymer, it is used, for example, with aromatic monomers with addition of atoms such as, for example, sulfur (S) or chemical combinations such as, for example, the hosphine (PPL). In a variant or in addition, to increase the refractive index of the polymer, it is possible to add nanoparticles which form nanocomposites, the second layer 2 can be nanoparticles such as, for example, silicon nitride (S13N4), silicon (Si), metal oxides, polystyrenes, etc. A nanoparticle manufacturer is, for example, EPRUI Nanoparticles & Crospheres Co. Ltd. Depending on the chemical properties of the selected nanoparticles of the second layer 2, a stable network is made using different For example, it is possible to cross-link gold nanoparticles by the dithiol bond, amine-functional polystyrene microspheres with dicarboxylic acids and silicon nanoparticles by means of a silane function.

Dans un exemple de réalisation, on relie le guide d'onde à fente 3D, 100 par des structures de rétrécissement et/ou de couplage avec des guides d’onde de transmission, usuels, pour éviter les pertes, les réflexions, les absorptions et/ou les dispersions du rayonnement électromagnétique passant dans le guide d'onde à fente 3D, 100, en dehors de la plage sensible, ou encore pour éviter de tels effets et per mettre ainsi de conduire de manière fiable le mode de rayonnement électromagnétique.In an exemplary embodiment, the slotted waveguide 3D, 100 is connected by narrowing and / or coupling structures with conventional transmission waveguides, to avoid losses, reflections, absorptions and or the dispersions of the electromagnetic radiation passing through the 3D slit waveguide, 100, outside the sensitive range, or to avoid such effects and thus to reliably conduct the electromagnetic radiation mode.

Pour un dimensionnement optimum du guide d'onde à bandes 4, de la première couche 1 et de la seconde couche 2, on rend maximale la partie du mode effectué dans la première couche 1 ou on règle une valeur prédéfinie. Rendre maximum est intéressant si la première couche 1 n’a pas d’absorption ou qu’une faible absorption. Le réglage d’une valeur prédéfinie peut être notamment intéressant si la première couche 1 est absorbante. Dans ce cas, on règle le chevauchement de façon que le mode interagisse avec la première couche 1 et qu’en même temps, le mode ne soit pas immédiatement absorbé complètement. Le dimensionnement optimum peut en outre dépendre de ce que l’on utilise un mode électrique quasi-transversal (quasi mode TE) et/ou un mode magnétique quasi-transversal (quasi mode TM) pour l’analyse d’un échantillon. Le dimensionnement optimum se détermine par exemple par une simulation. Dans le cas de l’utilisation du mode quasi TE d’un exemple de réalisation avec un guide d'onde à bandes 4 en silicium Si, une première couche en polymère et une seconde couche 2 en nanotubes de carbone, la simulation donne le dimensionnement optimum suivant du guide d'onde à bandes 4, de la première couche 1 et de la seconde couche 2 : Le guide d'onde à bandes 4 a, dans cet exemple de réalisation, une largeur optimale, c'est-à-dire une extension optimale dans la direction x égale à 300 nm pour une hauteur, c'est-à-dire pour une extension dans la direction y, égale à 200 nm. La première couche 1 de cet exemple de réalisation a une épaisseur optimale d’environ 100 nm et la seconde couche 2 de cet exemple de réalisation a une épaisseur optimale d’environ 200 nm. En utilisant le quasi mode TM de cet exemple de réalisation avec un guide d'onde à bandes 4 en silicium Si, une première couche en polymère et une seconde couche 2 en nanotubes de carbone, la simulation donne le dimensionnement optimum suivant pour le guide d'onde à bandes 4, la première couche 1 et la seconde couche 2 : le guide d'onde à bandes 4 a une largeur optimale, c'est-à-dire une extension optimale dans la direction x de 500 nm pour une hauteur, c'est-à-dire une extension dans la direction y, égale à 220 nm. La première couche 1 de cet exemple de réalisation a une épaisseur optimale d’environ 100 nm et la seconde couche 2 de cet exemple de réalisation a une épaisseur optimale d’environ 200 nm.For optimum sizing of the bandwidth guide 4, the first layer 1 and the second layer 2, the part of the mode performed in the first layer 1 is maximized or a predefined value is set. Maximize is interesting if the first layer 1 has no absorption or low absorption. The setting of a predefined value may be particularly interesting if the first layer 1 is absorbent. In this case, the overlap is set so that the mode interacts with the first layer 1 and at the same time the mode is not immediately absorbed completely. The optimum dimensioning may also depend on whether a quasi-transverse electric mode (quasi-TE mode) and / or a quasi-transverse magnetic mode (quasi-TM mode) is used for the analysis of a sample. The optimum dimensioning is determined for example by a simulation. In the case of the use of the quasi-TE mode of an exemplary embodiment with a silicon Si bandwidth guide 4, a first polymer layer and a second carbon nanotube layer 2, the simulation gives the dimensioning next optimum of the waveguide 4, the first layer 1 and the second layer 2: The waveguide 4 has, in this embodiment, an optimal width, that is to say an optimal extension in the direction x equal to 300 nm for a height, that is to say for an extension in the y direction, equal to 200 nm. The first layer 1 of this embodiment has an optimum thickness of about 100 nm and the second layer 2 of this embodiment has an optimum thickness of about 200 nm. By using the quasi-TM mode of this exemplary embodiment with a Si silicon strip waveguide 4, a first polymer layer and a second carbon nanotube layer 2, the simulation gives the following optimum dimensioning for the waveguide. bandwidth 4, the first layer 1 and the second layer 2: the bandwidth guide 4 has an optimum width, that is to say an optimal extension in the x direction of 500 nm for a height, that is, an extension in the y direction, equal to 220 nm. The first layer 1 of this embodiment has an optimum thickness of about 100 nm and the second layer 2 of this embodiment has an optimum thickness of about 200 nm.

Au contact de l’analyte avec la première couche 1 celle-ci peut gonfler ou se rétracter de sorte qu’au moins une dimension de la première couche 1 change. Par exemple, l’épaisseur de la première couche 1 varie. Le gonflement ou la rétraction de la première couche 1, modifient l’indice de réfraction efficace d’un mode du rayonnement électromagnétique car cet indice de réfraction efficace dépend entre autres de la géométrie du guide d'onde à fente 3D, 100 qui varie du fait du gonflement de la première couche. L’indice de réfraction effectif peut varier par exemple en fonction du remplissage des pores de la seconde couche avec l’analyte ainsi que par le développement de paires d’ions et/ou de l’adsorption / fission de molécules qui peuvent se produire par le contact avec un analyte. La figure 3 montre un dispositif de capteur 107 comportant un guide d'onde à fente 3D, 100, par exemple selon l’un des exemples de réalisation décrits ci-dessus ainsi qu’une unité d’exploitation 5. L’unité d’exploitation 5 peut se trouver sur le même substrat 3 que le guide d'onde à fente 3D, 100. L’unité d’exploitation 5 peut comporter des détecteurs pour détecter le rayonnement. Ces détecteurs sont par exemple intégrés au substrat 3. En variante ou en complément, l’unité d’exploitation 5 se trouve au moins en partie sur un autre substrat qui ne correspond pas au substrat 3. Une extension d’onde, ici un élargissement du mode dans le guide d'onde à fente 3D, 100, est donnée par l’équation d’onde. Le champ électrique est donné par la formule :In contact with the analyte with the first layer 1 it can swell or retract so that at least one dimension of the first layer 1 changes. For example, the thickness of the first layer 1 varies. The swelling or shrinkage of the first layer 1 modifies the effective refractive index of a mode of the electromagnetic radiation because this effective refractive index depends inter alia on the geometry of the slotted waveguide 3D, 100 which varies from swells the first layer. The effective refractive index may vary, for example, depending on the filling of the pores of the second layer with the analyte as well as by the development of ion pairs and / or the adsorption / fission of molecules that may occur by contact with an analyte. FIG. 3 shows a sensor device 107 comprising a 3D slotted waveguide 100, for example according to one of the embodiments described above, as well as an operating unit 5. The unit of FIG. 5 can be on the same substrate 3 as the 3D slit waveguide, 100. The operating unit 5 may include detectors for detecting the radiation. These detectors are for example integrated into the substrate 3. As a variant or in addition, the operating unit 5 is located at least partly on another substrate that does not correspond to the substrate 3. A wave extension, here an enlargement the mode in the 3D slotted waveguide, 100, is given by the wave equation. The electric field is given by the formula:

dans laquelle, la constante de propagation avec coefficient k est proportionnelle à l’indice efficace de réfraction. L’indice efficace de réfraction comporte une partie réelle qui décrit la réfraction du mode et une partie imaginaire qui décrit le coefficient d’extinction. Le coefficient d’extinction est une mesure de l’atténuation du mode par un milieu, rapportée à la longueur d’onde à travers le milieu. L’affaiblissement résulte de la dispersion et/ou de l’absorption. L’indice de réfraction effectif peut varier par exemple si dans au moins une partie du milieu, iciwherein, the propagation constant with coefficient k is proportional to the effective refractive index. The effective refractive index includes a real part that describes the refraction of the mode and an imaginary part that describes the extinction coefficient. The extinction coefficient is a measure of the attenuation of the mode by a medium, related to the wavelength through the medium. The attenuation results from dispersion and / or absorption. The effective refractive index can vary for example if in at least part of the medium, here

notamment la première couche 1 correspondant au passage du mode, l’indice de réfraction varie si l’absorption dans au moins une partie du volume du milieu, ici notamment la première couche 1 pour le mode, varie ou si les dimensions de la première couche 1 varient. L’unité d’exploitation 5 permet de détecter la variation de l’indice de réfraction effectif et/ou d’exploiter cette variation.in particular the first layer 1 corresponding to the passage of the mode, the refractive index varies if the absorption in at least a part of the volume of the medium, here in particular the first layer 1 for the mode, varies or if the dimensions of the first layer 1 vary. The operating unit 5 makes it possible to detect the variation of the effective refractive index and / or to exploit this variation.

La variation de l’indice de réfraction peut se mesurer par exemple comme suit. D’une part, on mesure la partie réelle de l’indice de réfraction effectif, ici après le passage d’un trajet de mesure/guide d'onde 3D, 100 d’une longueur définie avec une variation de phase par rapport à l’état normal. La variation de phase peut se mesurer par exemple par interférométrie avec un chemin de référence. En variante ou en complément, on mesure la partie imaginaire de l’indice effectif de réfraction qui est une mesure de l’absorption, ici après le passage d’un chemin de mesure/guide d'onde à fente 3D, 100 d’une longueur définie, avec variation d’amplitude ou variation d’intensité du mode. La variation d’amplitude se mesure par exemple avec une photodiode. On peut déterminer par exemple la concentration et le type d’analyte à partir de la variation de l’indice de réfraction efficace par l’unité d’exploitation 5. On transmet un signal de mesure 6 par le guide d'onde à fente 3D, 100 à l’unité d’exploitation 5. L’unité d’exploitation 5 est par exemple une unité d’exploitation 5 résonante ou interférométrique. Dans l’utilisation d’une unité d’exploitation interférométrique 5, cette unité 5 comporte par exemple un interféromètre de Young, un interféromètre Mach-Zehnder ou un résonateur en anneau. Tous les principes de mesures interférométriques évoqués ci-dessus reposent sur une mesure de phase. La variation de phase peut être convertie en une variation de l’indice de réfraction efficace. On peut par exemple, en utilisant une courbe caractéristique, déterminer la concentration de l’analyte à partir de la variation de l’indice de réfraction effectif. La concentration d’au moins un analyte peut par exemple donner une valeur de sortie 7 de l’unité d’exploitation 5 et/ou du dispositif de capteur 107. Cela est indiqué par une flèche à la figure 3. Si en plus, l’amplitude varie, cet effet se superpose à la mesure de phase, ce qui permet d’obtenir d’autres informations.The variation of the refractive index can be measured for example as follows. On the one hand, we measure the real part of the effective refractive index, here after the passage of a measuring path / 3D waveguide, 100 of a defined length with a phase variation with respect to the normal state. The phase variation can be measured for example by interferometry with a reference path. As a variant or in addition, the imaginary part of the effective refractive index, which is a measurement of the absorption, is measured here after the passage of a measuring path / slotted waveguide 3D, 100 of a defined length, with variation of amplitude or variation of mode intensity. The amplitude variation is measured for example with a photodiode. For example, the concentration and the type of analyte can be determined from the variation of the effective refractive index by the operating unit 5. A measurement signal 6 is transmitted by the 3D slot waveguide. , 100 to the operating unit 5. The operating unit 5 is for example a resonant or interferometric operating unit. In the use of an interferometric operating unit 5, this unit 5 comprises for example a Young interferometer, a Mach-Zehnder interferometer or a ring resonator. All the principles of interferometric measurements mentioned above are based on a phase measurement. The phase variation can be converted into a variation of the effective refractive index. For example, using a characteristic curve, the concentration of the analyte can be determined from the variation of the effective refractive index. The concentration of at least one analyte may, for example, give an output value 7 of the operating unit 5 and / or the sensor device 107. This is indicated by an arrow in FIG. amplitude varies, this effect is superimposed on the phase measurement, which makes it possible to obtain other information.

Les figures 4 à 7 sont des esquisses de résultats de simulation de différents profils de mode. La première couche 1 et la couche sensible 201 de ces exemples de réalisation sont en polymère et les guides d’onde à bandes 4, 202 sont en silicium (Si). La densité d’un nuage de points est une mesure de l’amplitude sur un champ normalisé du mode. L’amplitude peut prendre des valeurs comprises entre 0 et 1. L’amplitude augmente avec la densité croissante du nuage de points. Cela signifie qu’un nuage de points très dense correspond à une valeur de l’amplitude proche de l’unité alors qu’un nuage de points de très faible densité correspond à une valeur de l’amplitude proche de 0.Figures 4 to 7 are sketches of simulation results of different mode profiles. The first layer 1 and the sensitive layer 201 of these embodiments are made of polymer and the waveguides 4, 202 are made of silicon (Si). The density of a scatter plot is a measure of the amplitude on a normalized mode field. The amplitude can take values between 0 and 1. The amplitude increases with the increasing density of the scatterplot. This means that a very dense cloud of points corresponds to a value of the amplitude close to the unit whereas a cloud of points of very low density corresponds to a value of the amplitude close to 0.

La figure 4 et la figure 6 sont des esquisses de résultats de simulations pour un guide d'onde à bandes 200’, mises en fonction, comme le montre par exemple la figure la.FIG. 4 and FIG. 6 are sketches of simulation results for a banded waveguide 200 ', put into operation, as shown for example in FIG.

La figure 4 montre le profil du mode TE ; la figure 6 montre le profil du mode TM. L’axe x et Taxe y donnent les dimensions en ΙΟ-7 m. La figure 5 et à la figure 7, montrent les esquisses des résultats de simulation pour un guide d'onde à fente 3D, 100 comme par exemple celui représenté à la figure 2. La figure 5 montre le profil du mode TE ; la figure 7 montre le profil du mode TM. L’axe x et Taxe y donnent les dimensions en unité 10’7 m. A la figure 4, l’amplitude du mode TE dans la région des surfaces latérales du guide d'onde à bandes 202 et qui sont écartées dans un plan parallèle au plan y-z, est la plus grande ; l’amplitude du champ électrique dans le guide d'onde à bandes 202 a une valeur comprise entre environ 0,5 et environ 0,75. L’amplitude du mode dans la plage des côtés non tournés vers les surfaces latérales de la couche sensible 201 prend des valeurs comprises entre environ 0,4 et 0,7. La figure 5 montre l’amplitude du mode TE dans la région des surfaces latérales du guide d'onde à fente 3D, 100, surfaces qui sont écartées et sont dans un plan parallèle au plan y-z, les plus grandes c'est-à-dire comprises entre environ 0,9 et environ 1, l’amplitude du guide d'onde à bandes 4 faisant partie du guide d'onde à fente 3D, 100 n’a que des valeurs comprises entre 0,45 et 0,55. L’amplitude du mode dans la seconde couche 2 est inférieure à 0,4. Le mode est multiplié selon l’exemple de réalisation de la figure 5 dans la première couche 1 qui, comme décrit ci-dessus, a au moins une propriété dépendant d’un analyte. Ainsi, le chevauchement du champ des modes avec la première couche 1 est grand. A la figure 6, l’amplitude du mode TM dans la région de la surface supérieure du guide d'onde à bandes 202 qui se trouve dans un plan parallèle au plan x-z à la limite de la couche sensible 201 prend des valeurs comprises entre environ 0,6 et environ 0,85. Dans la zone du côté inférieur du guide d'onde à bandes 202 qui se trouve dans un plan parallèle au plan x-z à la limite du substrat 203, l’amplitude du mode est la plus grande, c'est-à-dire qu’elle se situe dans une plage comprise entre environ 0,7 jusqu’à environ 1. A la figure 7, l’amplitude du mode TM dans la région de la surface supérieure du guide d'onde à bandes 202 qui se trouve dans un plan parallèle au plan x-z à la frontière de la couche sensible 201 est la plus grande, c'est-à-dire qu’elle est comprise dans une plage entre 0,75 et environ 1. Dans la région du côté inférieur du guide d'onde à bandes 202 qui se trouve dans un plan parallèle au plan x-z à la frontière du substrat 203, l’amplitude prend des valeurs comprises entre environ 0,6 et environ 0,75. Le mode de l’exemple de réalisation présenté à la figure 7 déployé dans la première couche 1, comme décrit ci-dessus, a au moins une propriété dépendant d’un analyte. Le chevauchement du champ des modes avec la première couche 1 est de ce fait important.Figure 4 shows the profile of the TE mode; Figure 6 shows the TM mode profile. The axis x and Tax give the dimensions in ΙΟ-7 m. FIG. 5 and FIG. 7 show the sketches of the simulation results for a 3D slot waveguide 100, for example that shown in FIG. 2. FIG. 5 shows the profile of the TE mode; Figure 7 shows the TM mode profile. The axis x and Tax give the dimensions in unit 10'7 m. In FIG. 4, the amplitude of the TE mode in the region of the lateral surfaces of the strip waveguide 202 and which are spaced in a plane parallel to the y-z plane, is the largest; the magnitude of the electric field in the strip waveguide 202 has a value between about 0.5 and about 0.75. The amplitude of the mode in the range of sides not facing the side surfaces of the sensitive layer 201 is between about 0.4 and 0.7. FIG. 5 shows the amplitude of the TE mode in the region of the lateral surfaces of the 3D slotted waveguide, 100, which surfaces are spaced apart and are in a plane parallel to the yz plane, the larger ones, i.e. say, between about 0.9 and about 1, the amplitude of the strip waveguide 4 forming part of the 3D slotted waveguide 100 has only values between 0.45 and 0.55. The amplitude of the mode in the second layer 2 is less than 0.4. The mode is multiplied according to the embodiment of FIG. 5 in the first layer 1 which, as described above, has at least one analyte-dependent property. Thus, the overlap of the mode field with the first layer 1 is large. In FIG. 6, the amplitude of the TM mode in the region of the upper surface of the strip waveguide 202 which lies in a plane parallel to the xz plane at the boundary of the sensitive layer 201 takes values between approximately 0.6 and about 0.85. In the area of the lower side of the strip waveguide 202 which lies in a plane parallel to the xz plane at the boundary of the substrate 203, the amplitude of the mode is greatest, i.e. it is in the range of about 0.7 to about 1. In FIG. 7, the magnitude of the TM mode in the region of the upper surface of the strip waveguide 202 in a plane parallel to the xz plane at the boundary of the sensitive layer 201 is the largest, i.e., it lies in a range between 0.75 and about 1. In the region of the lower side of the guide, band wave 202 which lies in a plane parallel to the xz plane at the boundary of the substrate 203, the amplitude takes values between about 0.6 and about 0.75. The embodiment of the embodiment shown in FIG. 7 deployed in the first layer 1, as described above, has at least one analyte-dependent property. The overlap of the mode field with the first layer 1 is therefore important.

Les figures 8 à 11 montrent des esquisses des résultats de simulation d’une sensibilité d’un dispositif de capteur comportant un guide d'onde 100, 200’ pour le mode TE ou le mode TM en fonction du dimensionnement des guides d’onde 100, 200’. Sur Taxe x, on a représenté la largeur du guide d'onde à bandes 4, 202 en nanomètre (nm). L’axe y aux figures 8 et 10, représente l’épaisseur de la couche sensible 201 du guide d'onde à bandes fonctionnalisé 200’ à la figure 9 et à la figure 11 avec chaque fois l’épaisseur de la première couche 1 du guide d'onde à fente 3D, 100. A la figure 8 jusqu’à la figure 11, on a des zones avec des nuages de points de densités différentes. Chaque zone est affectée d’une valeur qui représente une mesure d’une sensibilité du guide d'onde 100, 200’. La sensibilité est représentée ici comme différence entre l’indice de réfraction effectif du mode avant le contact avec l’analyte et de l’indice de réfraction effectif du mode après le contact avec l’analyte, résultant du gonflement de 5 % de la première couche 1 ou de la couche sensible 201. Cette différence est une mesure de la sensibilité du guide d'onde à 100, 200’. Une forte densité du nuage de points correspond à une petite différence ; une faible densité du nuage de points correspond à une grande différence. Plus la différence est grande et plus élevée est la sensibilité du guide d'onde 100, 200’.FIGS. 8 to 11 show sketches of the simulation results of a sensitivity of a sensor device comprising a waveguide 100, 200 'for the TE mode or the TM mode as a function of the dimensioning of the waveguides 100 , 200 '. On Tax x, the width of the waveguide 4, 202 in nanometer (nm) is represented. The y-axis in FIGS. 8 and 10 represents the thickness of the sensitive layer 201 of the functionalized strip waveguide 200 'in FIG. 9 and in FIG. 11 with in each case the thickness of the first layer 1 of the 3D slotted waveguide, 100. In FIG. 8 to FIG. 11, there are areas with scatter plots of different densities. Each zone is assigned a value which represents a measurement of a sensitivity of the waveguide 100, 200 '. The sensitivity is shown here as the difference between the effective refractive index of the mode before contact with the analyte and the effective refractive index of the mode after contact with the analyte, resulting in the swelling of 5% of the first layer 1 or the sensitive layer 201. This difference is a measure of the sensitivity of the waveguide at 100, 200 '. A high density of the point cloud corresponds to a small difference; a low density of the point cloud corresponds to a big difference. The greater the difference, the higher the sensitivity of the waveguide 100, 200 '.

La première couche 1 et la couche sensible 201 sont réalisées aux figures 8-figure 11 par un polymère et les guides d’onde à bandes 4, 202 sont réalisés aux figures 8-figure 11 en silicium Si. La figure 8 et la figure 10 montrent des esquisses de résultats de simulation de la sensibilité pour un guide d'onde à bandes, fonctionnalisé, 200’ comme celui représenté par exemple à la figure la. La figure 8 montre la sensibilité du dispositif de capteur comprenant un guide d'onde à bandes 202 avec une couche sensible 201 sur le substrat 203 en considérant le mode TE. La figure 8 montre les différences entre l’indice de réfraction efficace avant et après son contact avec au moins un analyte, compris entre 0,0005 et 0,003. La figure 9, montre la sensibilité du dispositif de capteur 107 comprenant un guide d'onde à fente 3D, 100, en mode TE. La figure 9 montre les différences de l’indice de réfraction effectif avant et après le contact avec un analyte, comprises entre 0,003 et 0,009. La sensibilité du dispositif de capteur 107 comprenant le guide d'onde à fente 3D, 100 est ainsi très élevée lorsqu’on utilise le mode TE. La figure 10 montre la sensibilité du dispositif de capteur comprenant un guide d'onde à bandes 202 avec une couche sensible 201 sur le substrat 203 en considérant le mode TM. La figure 10 présente les indices de réfraction efficaces avant et après le contact avec au moins un analyte compris entre 0,0005 et 0,002. La figure 11 montre la sensibilité pour un guide d'onde à fente 3D, 100 en considérant le mode TM. La figure 11 met en avant la différence entre les indices de réfraction efficaces avant et après le contact avec au moins un analyte, entre 0,0065 et 0,008. La sensibilité du dispositif de capteur 107 comprenant le guide d'onde à fente 3D, 100 est ainsi très élevée lorsqu’on utilise le mode TM.The first layer 1 and the sensitive layer 201 are made in FIG. 8-FIG. 11 by a polymer and the strip waveguides 4, 202 are made in FIG. 8-FIG. 11 in silicon Si. FIG. 8 and FIG. show sketches of sensitivity simulation results for a functionalized waveguide 200 'as shown for example in FIG. Figure 8 shows the sensitivity of the sensor device comprising a strip waveguide 202 with a sensitive layer 201 on the substrate 203 considering the TE mode. Figure 8 shows the differences between the effective refractive index before and after its contact with at least one analyte, ranging from 0.0005 to 0.003. Fig. 9 shows the sensitivity of the sensor device 107 comprising a 3D slotted waveguide 100 in the TE mode. Figure 9 shows the differences in the effective refractive index before and after contact with an analyte, ranging from 0.003 to 0.009. The sensitivity of the sensor device 107 including the slit waveguide 3D, 100 is thus very high when using the TE mode. Figure 10 shows the sensitivity of the sensor device comprising a strip waveguide 202 with a sensitive layer 201 on the substrate 203 considering the TM mode. Figure 10 shows the effective refractive indices before and after contact with at least one analyte between 0.0005 and 0.002. Figure 11 shows the sensitivity for a 3D slot waveguide, 100 considering the TM mode. Figure 11 shows the difference between effective refractive indices before and after contact with at least one analyte, between 0.0065 and 0.008. The sensitivity of the sensor device 107 including the slit waveguide 3D, 100 is thus very high when using the TM mode.

La figure 12 montre un ordinogramme d’un procédé 20 pour réaliser le guide d'onde à fente 100. Le procédé (20) comprend les étapes consistant à utiliser (21) le guide d'onde à bandes 100, appliquer (22) la première couche sur le premier guide d'onde à fente 100 et appliquer la seconde couche sur le côté 104 de la première couche 1 qui n’est pas tourné vers le guide d'onde à bandes 100. L’application (22) de la première couche 1 peut se faire avec un procédé de dépôt standard comme par exemple le Spin-coating (en direction centrifuge), le dépôt chimique en phase vapeur (procédé CVD), le dépôt de couches atomiques (ALD), un procédé chimique par voie humide ou par un dépôt par couches. L’application (23) de la seconde couche 2 peut se faire avec un procédé de dépôt standard comme par exemple le Spin-coating, le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), le dépôt d’une couche atomique (ALD), le procédé chimique par voie humide ou le dépôt couche par couche.FIG. 12 shows a flowchart of a method for making the slotted waveguide 100. The method (20) comprises the steps of using (21) the strip waveguide 100, applying (22) the first layer on the first slot waveguide 100 and apply the second layer on the side 104 of the first layer 1 which is not turned towards the strip waveguide 100. The application (22) of the first layer 1 can be done with a standard deposition process such as Spin-coating (in the centrifugal direction), chemical vapor deposition (CVD process), atomic layer deposition (ALD), a chemical process by wet or by layer deposition. The application (23) of the second layer 2 can be done with a standard deposition process such as Spin-coating, chemical vapor deposition (CVD), the deposition of an atomic layer (ALD), the wet chemical process or layer-by-layer deposition.

NOMENCLATURE DES ELEMENTS PRINCIPAUX 1 Première couche 2 Seconde couche 3 Substrat 4 Guide d'onde à bandes 5 Unité d’exploitation 20 Procédé de réalisation d’un guide d'onde à fente 3D 100 21, 22, 23 Etapes du procédéNOMENCLATURE OF THE MAIN ELEMENTS 1 First layer 2 Second layer 3 Substrate 4 Banded waveguide 5 Operating unit 20 Method of producing a 3D slotted waveguide 100 21, 22, 23 Process steps

100 Guide d'onde à bandes à fente 3D 101, 102, 103 Zones sensibles 105 Surface supérieure 106 Surface supérieure 200 Guide d’onde à fente 200’ Section d’un guide d'onde à bandes, fonctionnalisé 201 Couche sensible 202 Guide d'onde à bandes 203 Substrat 204 Zone sensible100 3D slotted waveguide 101, 102, 103 Sensitive areas 105 Top surface 106 Top surface 200 Split waveguide 200 'Section of a strip waveguide, functionalized 201 Sensitive layer 202 203 Substrate 204 Sensitive area

Claims

1) 3D slotted waveguide (100) comprising: a waveguide device, a first layer (1) having a first refractive index and which is at least partly on the waveguide device , and a second layer (2) having a second refractive index, a waveguide characterized in that the waveguide device comprises a strip waveguide (4), the second layer (2) is at least partly on the side (104) of the first layer (1) opposite the strip waveguide (4), the first layer (1) forming a slot of the 3D slot waveguide (100) ), the second layer (2) is at least partially permeable to an analyte, and the first layer (1) has at least one property that depends on an analyte.

2) 3D slotted waveguide (100) according to claim 1, characterized in that the first refractive index is smaller than the second refractive index.

3) 3D slotted waveguide (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the first property of the first layer (1) which depends on at least one analyte is the first refractive index.

4) 3D slotted waveguide (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second property of the first layer (1) which depends on at least one analyte is the first refractive index of the first layer (1) and this first refractive index is a complex refractive index.

5) 3D slotted waveguide (100) according to one of the preceding claims, characterized in that a third property of the first layer (1) which depends on at least one analyte is a dimension of the first layer (1).

6 °) 3D slotted waveguide (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second layer (2) is a material permeable to at least one analyte.

7 °) 3D slotted waveguide (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second layer (2) is a porous material for at least one analyte.

8 °) 3D slotted waveguide (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the second layer (2) has a predefined pore size, the second layer (2) functioning as a filter for the molecules or particles and the filter function depends on the size of the pores.

9 °) sensor device (107), characterized in that it comprises at least one 3D slot waveguide (100) according to any one of claims 1 to 8 and an operating unit (5) for determining the analyte from a modification of at least one property of the first layer (1).

A method (20) for making a 3D slotted waveguide (100) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the method comprises the following steps of: using (21) a guide of bandwidth (100), apply (22) the first layer (1) to the strip waveguide (100), and apply (23) the second layer (2) to the side (104) of the first layer (1) opposite the band waveguide (100).