[pt] Dispositivos de interação tradicionais como mouse e teclado não se adaptam adequadamente a aplicações imersivas, uma vez que sua utilização nesse tipo de ambiente não é ergonômica, já que o usuário pode estar em pé ou até mesmo em movimento. Além disso, utilizando o modelo atual de interação para esse tipo de aplicação (baseado em wands e mouses 3D), o usuário se vê obrigado a realizar diversas mudanças de contexto a cada vez que necessita realizar uma tarefa não suportada no modo imersivo, especialmente a entrada de símbolos. Essas mudanças constantes de contexto da imersão para o WIMP (Windows, Icons, Menus and Pointers) introduzem uma ruptura no modo de interação do usuário com a aplicação. O objetivo deste trabalho é explorar as possibilidades de uso de um dispositivo que mapeia uma interface de toque em um ambiente imersivo de realidade virtual. Foi desenvolvida uma luva para interação com ambientes imersivos de realidade virtual 3D (v-Glove) com duas funcionalidades principais: rastreamento da posição referente ao dedo indicador do usuário no espaço e a geração de uma vibração na extremidade do dedo indicador no momento em que este atinge a localização de uma área plana mapeada no espaço de interação. Foram feitos testes quantitativos e qualitativos com usuários para avaliar a v-Glove, comparando-a com um mouse 3D tradicionalmente utilizado em ambientes imersivos. / [en] Traditional interaction devices such as mouse and keyboard don t adapt to immersive applications, since their use in this kind of environment isn t ergonomic, because the user may be standing or in movement. Moreover, in the current interaction model for this kind of application (based on wands and 3D mice), the users have to change context every time they need to execute a nonimmersive task, specially the symbolic input. These constant context changes from immersion to WIMP (Windows, Icons, Menus and Pointers) introduce a rupture in the user interaction with the application. The objective of this work is to explore the use possibilities of a device that maps a touch interface in a virtual reality immersive environment. We developed a glove for interaction in 3D virtual reality immersive environments (v-Glove), which has two main functionalities: tracking of the position of the user s forefinger in the space and the generation of a vibration in the fingertip when it reaches an area mapped in the interaction space. We performed quantitative and qualitative tests with users to evaluate v-Glove, comparing it with a 3D mouse used in immersive environments.

[pt] Compósitos são materiais tipicamente não homogêneos e anisotrópicos,tanto do ponto de vista microestrutural quanto de suas propriedadesmecânicas. Os mecanismos de falha são afetados pela distribuição espacial e pela qualidade da adesão na interface reforço-matriz. As técnicas tradicionais de caracterização microscópica são bastante limitadas para caracterizar este tipo de material, já que seções ou projeções bidimensionais podem não revelar completamente a microestrutura anisotrópica. Quando se busca entender a origem de mecanismos de falha, estas limitações são ainda mais importantes. Nesta dissertação foi desenvolvida uma metodologia de caracterização tridimensional baseada em microtomografia de raios-x. O material avaliado foi um compósito de matriz epóxi reforçado com fibras de vidro alinhadas unidirecionalmente. Corpos de prova (CP) foram tomografados antes e depois de ensaios de flexão em diferentes níveis de tensão. As imagens 3D foram analisadas para visualizar e quantificar vazios e trincas, tanto originados no processo de fabricação como gerados durante o ensaio mecânico. Para visualizar a evolução de defeitos com a tensão/deformação, foi estabelecido um procedimento de registro 3D entre as imagens dos CP´s como recebidos, após ensaio no regime elástico e após a falha. Uma avaliação da incerteza do procedimento foi realizada tomografando mais do que uma vez o CP, registrando e comparando as imagens 3D. Os resultados indicaram um crescimento do volume de defeitos após a falha do material. A visualização 3D de regiões específicas das tomografias permitiram identificar a formação e o crescimento de defeitos gerados pelo esforço mecânico. / [en] Composites are typically no homogeneous and anisotropic materials, both from the point of microstructural view as well mechanical properties. The failure mechanisms are affected by the spatial distribution and quality of the adhesion the interface matrix-reinforcement. The traditional techniques of microscopic characterization are enough limited to characterize this type of material since sections or two-dimensional projections may not fully reveal the anisotropic microstructure. When search to understand the origin of failure mechanisms, these limitations are even more important. In the present work, a three-dimensional characterization methodology based on X-ray microtomography was developed. The material evaluated was an epoxy matrix composite reinforced with glass fibers unidirectionally aligned. The samples (CP) were tomographed before and after the bending tests at different loads. The 3D images were analyzed to identify and quantify voids and cracks, both defects were originated in the process of manufacturing as were generated during the mechanical tests. A 3D registration procedure was developed between the sample images obtained before and after the bending tests, in the elastic range and after the failure. An assessment of the uncertainty of the procedure was performed doing more than one tomography of the samples as received, registering and comparing the resulting 3D images. The results showed a clear increase in the volume of the defects after material failure. The 3D visualization of specific regions of the tomographies allowed the identification of the formation and the growth of these defects generated by the mechanical stress.

The diploma thesis called The Analysis of 3D printing use in households is dealing with the current topic of 3D printers and examines the ways of their use in households in the Czech Republic. The main objective is to analyze the use of 3D printing in households. This means to find out why and how often the owners of 3D printers use them in their households. Also, to find out the whole range of other factors related to the ownership of 3D printers such as frequency usage, machine satisfaction, number of owned printers, etc. Based on the analysis for which the data was collected by the questionnaire survey method and later evaluated using hypotheses and comparisons with another similar survey, criteria for 3D printer selection are compiled. These recommendations serve to those who are interested in acquiring this technology. Research conducted in this thesis may be beneficial for future analyzes of this market, or for inventors of 3D printers who are considering to launch their 3D printers on the Czech market.

Cette thèse présente le modèle 3D du bassin de la Plaine du Pô en Italie du nord. Les six parties de la thèse conduisent le lecteur à partir du cadre géologique de base aux géométries et à la cinématique de la déformation à travers la région, ainsi qu’aux possibles applications en milieu académique ou industriel. Le modèle a intégré des données éparses et de qualité inégale, tirées exclusivement de la littérature publique. L'ensemble de données utilisées pour la création du modèle se base strictement sur des données en profondeur (i.e. dans leur dimension de profondeur). Les données sismiques disponibles ont été intentionnellement écartées pour les raisons suivantes: a) elles sont mal distribuées à travers le secteur d'étude, b) elles se rapportent à des images de basse qualité, d) leur intégration dans le modèle aurait impliqué un long et difficile travail d’évaluation du meilleur modèle de vitesse de propagation des ondes sismiques dans les sédiments, le mieux à même d’être employé pour une conversion finale temps-profondeur, la variation latérale et verticale des vitesses sismiques à l’échelle régionale étant douteuse ou, au mieux, incertaine. La méthodologie appliquée, la création de modèles et l'analyse des améliorations du modèle 3D fournissent un certain nombre de conclusions sur la géométrie, le style structural et la cinématique de la Plaine du Pô et leur contribution en terme de sismicité du bassin et de son potentiel pétrolier, avec une confirmation mutuelle des, mais aussi par, les résultats locaux et épars obtenus par d’autres auteurs. Le résultat principal du projet est d'avoir prouvé la capacité du modèle à visualiser et analyser la complexité du bassin de la Plaine du Pô dans les 3 dimensions à différentes échelles d'observation, de l’échelle crustal jusqu'au niveau des prospects... / This thesis deals with the 3D model building of the Po Valley foreland basin in northern Italy. The six parts of the thesis lead from the basic geological framework to the deformation geometries and kinematics across the region, to some of the possible model applications, for both academia and industry. The model has integrated sparse and variable quality data, exclusively taken from the public literature. The complete dataset used for the performed model building, strictly relies on depth-data (i.e. in their depth dimension). As such, the few available seismic data have been intentionally left apart because: a) they are poorly distributed across the study-area, b) they definitely refer to low quality images, d) their integration into the model would have implied a long and difficult work about the definition of the most-likely sediment velocities to be used for an ultimate time-depth conversion, uncertain and, at best, questionable. The applied methodology, the related model building and the progressing analysis of 3D model results suggest and discuss a number of conclusions about the Po Valley structural geometries-style-kinematics. From such results can be derived implications on basin seismicity and hydrocarbon potential, while confirming (thus being supported by) the local and sparse results of previous authors. The major result from the project is to have proven the model capability in rendering and analyzing the entire Po Valley basin structural complexity in 3D dimensions, from crustal to field scale. Thanks to this, the model is unique in the literature of the region...

L’émergence des applications mobiles accessibles depuis un smartphone provoque une très forte augmentation du trafic de données transitant sur les réseaux mobiles. L’augmentation de la capacité du réseau et de la rapidité des connexions sont autant de points cruciaux que les nouvelles générations de réseau mobile devront adresser afin de répondre à la demande des utilisateurs. L’une des solutions viables pour augmenter la capacité du réseau mobile consiste à le densifier afin de permettre la réutilisation des fréquences en déployant des stations de base consommant une faible puissance et couvrant de petites surfaces (les "small cells"). Ce mode de déploiement massif en "small cells" constitue un défi majeur pour le réseau de backhaul afin de reconnecter chacune de ces "small cell" au cœur de réseau. De plus, avec l’évolution du réseau de backhaul vers une architecture de type Centralized Radio Access Network (CRAN), des technologies sans fil pouvant supporter des débits supérieurs à 10Gbit/s seront requises. Étant donné la maturité des technologies silicium au-delà de 100GHz, la bande 116-142GHz semble être un candidat idéal pour établir des communications point à point supérieures à 10Gbit/s et très faible consommation DC. Dans cette thèse, plusieurs solutions d’antennes-lentilles et réflecteurs fonctionnant à 60, 80 et 120GHz sont explorées pour des systèmes WLAN/WPAN et backhaul. Afin de minimiser le coût de la solution antennaire, nous évaluons des technologies d’impression 3D pour la fabrication des lentilles et des réflecteurs, ainsi que des technologies utilisant des matériaux organiques à faibles pertes pour la fabrication des antennes-sources planaires. / The improvement of the capabilities of wireless communication devices (smartphone, tablets …) which require higher and higher data rate, leads to a significant increase of the data traffic needed by each end user. This strong consumer demand for higher data-rate and coverage is stressing a lot the capacity of existing cellular networks. In order to cope with this challenge, one of the most promising solution consists in a network densification based on the deployment of low-power and short-range-radio-coverage base stations (small cells). The development of high data-rate and low power wireless fronthaul and backhaul technologies is a key requirement to enable the deployment of those future small cells (since associated civil works costs generally prevent the use of optical fiber solutions). So far, the wireless industry has been investigating the use of 60 and 80 GHz frequency bands in order to develop low-cost higher than 1Gbit/s backhaul solutions. It is expected that higher data-rate > 10 Gbit/s will be required for fronthaul communications. The broad bandwidth available around 120GHz (116-142GHz) would enable to reach such data rates while lowering the DC power consumption. In this thesis, we develop several lens and reflector antennas operating at 60, 80 and 120GHz for WLAN/WPAN and fronthaul/backhaul networks. In order to minimize the cost of those solutions, we evaluate 3D-printing technologies for the fabrication of the lenses and the reflectors as well as industrial low loss organic packaging technologies for the fabrication of planar antenna-source.

Vers le milieu du XIIe siècle, l’église abbatiale de Saint-Michel-de-Cuxa fut dotée d’une « tribune », profond jubé développé sur deux travées. Vraisemblablement démontée au cours du XVIe siècle, elle n’est plus connue aujourd’hui que par 180 éléments architecturaux et sculptés éparpillés en France et à l’étranger. Depuis sa découverte dans les années 1950, cet aménagement liturgique monumental en marbre rose a fait l’objet de plusieurs tentatives de reconstitution. Les divergences observées entre ces précédentes propositions sont nombreuses et portent sur l’inventaire des éléments qui proviennent de l’édicule, son emplacement dans la nef, la forme de cette architecture et l’assemblage des sculptures au sein de celle-ci.Le corpus des pièces conservées est suffisamment représentatif pour en proposer une anastylose numérique. Ce mot, du grec anastellein « remonter », désigne une tentative de reconstitution en trois dimensions d’un monument disparu, à partir du remontage des éléments qui en proviennent. En l’absence de témoignages précis (textuels ou iconographiques), c’est l’examen attentif des pierres qui permet la formulation de nouvelles hypothèses. Au cours de cette recherche, une méthodologie inédite pour l’étude de fragments épars issus d’ensembles démontés en vue de leur anastylose a été formalisée et testée. Toutes les pièces attribuées à l’ancienne « tribune » ont été numérisées et intégrées à cette proposition de restitution en trois dimensions.Cette dernière a apporté une meilleure connaissance de l’architecture et du décor sculpté, renouvelant la discussion sur cet objet artistique, liturgique et historique. Ainsi, son iconographie, ses fonctions, sa datation et le contexte de sa commande ont pu être précisés. / In the middle of the twelfth century, the abbatial church of Saint-Michel-de-Cuxa was endowed with a ''tribune'', a deep choir screen built on two bays. Dismantled in the sixteenth century this ''tribune'' is only known today by its 180 pink marble sculptures scattered throughout France and abroad. Since its discovery in the 1950’s, several attempts have been made to reconstruct this liturgical nonpareil of architecture. Their results differ on several points : the inventory, the location of the construction in the nave of the abbey church, the shapes of the structure and the positioning of the sculptures themselves.The stones preserved, numerous and varied in nature, are sufficient to allow a 3D reconstruction in the form of a digital anastylosis. From the Greek word, anastellein, “to rebuild,” this study appoints an attempt to digitally reconstruct the disappeared monument from its remaining elements. With no contemporaneous descriptions or representations that of the tribune and lacking precise textual and iconographic evidence, it is the careful analysis of the stones themselves that allow the formulation of a new hypotheses. Through this research, a new methodology for the study of the scattered fragments issued from the dismantled structure has been developed and tested for the purpose of their anastylosis. Every stone attributed to the ancient ''tribune'' has been digitized and integrated in the proposition of a 3D reconstruction.The latter has brought a better understanding of the sculpted set and its architecture, renewing discussions on the structure's artistic, liturgical and historical aspects. Thus bringing clarity to its iconography, functions, dating and context of commissioning.

Lors d’infections, l'identification rapide des micro-organismes est cruciale pour améliorer la prise en charge du patient et mieux contrôler l'usage des antibiotiques. L’électrochimie présente plusieurs avantages pour les tests rapides : elle permet des analyses in situ, faciles et peu chères dans la plupart des liquides. Son utilisation pour l’identification bactérienne est récente et provient de la découverte de molécules donnant de forts signaux redox dans le surnageant de bactéries du genre Pseudomonas.Cette thèse s’intéresse à l’analyse de surnageants de la bactérie Pseudomonas aeruginosa, 4e cause de maladies nosocomiales en Europe. Tout d’abord, l’intérêt de l’analyse électrochimique de surnageants de culture dans une visée d’identification a été évalué. Pour cela, après l’étude de 4 potentiels biomarqueurs de la présence de cette bactérie en solutions modèles, l’analyse électrochimiques de surnageant de plusieurs souches P. aeruginosa a été effectuée. Les résultats obtenus sont prometteurs. Ils mettent en évidence une signature électrochimique complexe et souche-dépendante du surnageant.La suite de la thèse s’est intéressée à l’amplification de la détection électrochimique grâce à l’utilisation du polymère conducteur PEDOT:PSS. Il a été choisi pour ses bonnes propriétés électrochimiques, sa biocompatibilité et sa facilité de mise en forme. Il a tout d’abord été utilisé sous forme de films minces pour confirmer son pouvoir d’amplification. Une électrode 3D a ensuite été fabriquée par lyophilisation. L’utilisation de ce type d’électrode permet d’amplifier encore la détection en augmentant la surface d’échange mais aussi en confinant les bactéries dans l'électrode. / During infections, microorganisms fast identification is critical to improve patient treatment and to better manage antibiotics use. Electrochemistry exhibits several advantages for rapid diagnostic: it enables easy, cheap and in situ analysis in most liquids. Its use for bacterial identification is recent and comes from the discovery of molecules giving strong redox signals in the bacterial supernatant of the Pseudomonas genus.This thesis focuses on the supernatants analysis of the bacterium Pseudomonas aeruginosa. This bacteria is the fourth cause of nosocomial infections in Europe. First, the interest of supernatants electrochemical analysis for identification was evaluated. For this, after the study of four redox biomarkers of this bacterium in model solutions, supernatant electrochemical analysis of several strains of P. aeruginosa was performed. The results are promising. They highlight a complex strain-dependant electrochemical signature of the supernatant.Following, we focused in the amplification of the electrochemical detection through the use of the conductive polymer PEDOT: PSS. This polymer was chosen for its good electrochemical properties, its biocompatibility and its easy shaping. It was first used as a thin films to confirm its amplification power through biomarker adsorption. Then, a 3D electrode was made by freeze drying. The use of this type of electrode can further amplify the detection by increasing the exchange surface as well as confining the bacteria in the electrode.

Les images hyperspectrales fournissent des informations intéressantes quant à la composition des sols, en particulier au niveau minéral, ce qui permet de caractériser efficacement les « groupements de minerai » et les « minerais isolés ». Ce travail de recherche avait pour objectif d'établir un système de cartographie 3D des minerais qui intègre des informations de surfaces (acquises par satellite ou à partir d'un aéronef) et des informations souterraines (par forages) à partir de données hyperspectrales. Le travail décrit dans ce mémoire s'articule de la manière suivante :- Pour la cartographie de surface, nous avons développé et optimisé des algorithmes pour mesurer de manière à la fois précise et homogène au niveau des transitions, le taux de minerais à toutes les longueurs d'ondes (de 0.2 à 12m) à partir de l'imagerie hyperspectrale par satellite et aéroportée. Un travail a été également fait à ce sujet pour améliorer la correction atmosphérique. Nous avons utilisé le modèle de BRDF de Hapke pour étudier la composition, linéaire et non linéaire, des modèles spectres- Pour la cartographie minéralogique souterraine, nous avons développé un système que nous avons appelé Field Imaging Spectrometer System (FISS), dont le verrou scientifique était dans le calcul et la mise en oeuvre de la précision sur les produits minéraux recherchés.- Nous avons mis cela en application par la suite, de manière à mieux comprendre le système minéral, et ce à partir de méthode utilisant les données hyperspectrales. Pour cela, nous avons utilisé les Systèmes d'Information Géographique (SIG), ce qui nous a permis de produire des simulations relatives à l'exploitation minière. / Hyperspectral remote sensing has been used successfully to identify and map abundances and compositional difference of mineral groups and single mineral phases. This research will toward developing a 3D mineral mapping system that integrate surface (airborne and satellite) and subsurface (drill core) hyperspectral remote sensing data and carries it into quantitative mineral systems analysis. The main content and result is introduced as follows:- For Surface mineralogy mapping, we have developed and optimized the processing methods for accurate, seamless mineral measurements using Airborne and Satellite hyperspectral image. This requires solutions for unmixing background effects from target minerals to leave residual scaled mineral abundances equivalent to vegetation-free pixels. Another science challenge is to improve the atmospheric correction. Also Hapke BRDF model is used on the study in the linear and nonlinear mineral spectral mixing models.- For the subsurface mineralogy mapping, we have developed Field Imaging Spectrometer System (FISS) and Drill Core Logging for the subsurface mineralogy mapping, the Key science challenges will be establishing the accuracy of derived mineral products through associated laboratory analysis, including investigations from SWIR into the thermal infrared for measuring minerals.- The 3D mineral maps derived from hyperspectral methods can distinctly improve our understanding of mineral system. We use GIS system integrating surface and subsurface mineralogy mapping, with 3D mineral models for demonstration exploitation of economic mineral deposits in test site.

Le sujet de cette thèse concerne les études structurales d'une nouvelle génération d'oligomères, les foldamères, construits à partir de mimes pseudopeptidiques capables d'adopter des structures secondaires déterminées. Trois familles d'oligomères ont été étudiées. Plusieurs méthodes spectroscopiques ont été à chaque fois employées couplées à la modélisation moléculaire, afin de caractériser les propriétés structurales des foldamères. La première famille a été synthétisée par le groupe de Muriel Amblard et Monique Calmès de l'IBMM à Montpellier. Nous avons évalué les propriétés à se structurer du motif (S)-ABOC. Plusieurs oligomères de tailles variables ont été synthétisés et nous avons montré le motif (S)ABOC lorsqu'il est introduit dans une séquence peptidique est capable de générer des coudes beta. L'enchaînement de ces coudes conduits à la formation d'hélices qui en fonction des motifs pseudo-peptidiques associés présentent des caractéristiques différentes. La seconde famille étudiée comprenait des oligomères formés à partir de monomères contraints de type thiazole. Nous avons montré que ce motif, développé par Ludovic Maillard à l'IBMM à Montpellier forme des pseudocycles en C9 qui s'organisent ensuite en une hélice qui est observable dès le tétramère. La troisième famille d‘oligomères étudiée est issue du LCPM. Elle comprend des oligomères alternant des acides alpha-aminés et des acides aminés de type aza dans lesquels le carbone alpha a été remplacé par un atome d'azote. Nous avons montré que le motif aza induit un repliement en coude beta facilitant la cyclisation de la molécule. Dans ma thèse nous avons caractérisé les propriétés à s'auto-structurer de trois familles de foldamères pseudopeptidiques en combinant les résultats expérimentaux issus de la résonance magnétique nucléaire, la spectroscopie infrarouge, le dichroïsme circulaire et la diffraction des rayons X et en les intégrant à des calculs de modélisation moléculaire. Notre étude répertorie les propriétés de chaque motif à former des éléments de structure secondaire et à induire la formation de foldamères / The subject of this thesis deals with the structural studies of a new generation of oligomers, so called foldamers, constructed from pseudopeptidic mimics and able to adopt determined secondary structures. Three families of oligomers were investigated. For each oligomer several spectroscopic methods have been used combined with molecular modeling in order to characterize their structural properties. The first family was studied in collaration with the group of Muriel Amblard and Monique Calmès at IBMM in Montpellier. We have evaluated the structural properties of the motif (S)-ABOC. Several oligomers of varying sizes were synthesized and we have shown that the pattern (S)-ABOC, when introduced into a peptide sequence, is capable of generating beta turn. The sequence of these turn leads to the formation of helices, which, according to associated pseudo-peptide patterns shows different characteristics. The second project discussed the conformation of oligomers family formed from constrainted thiazole monomers. We have shown that this pattern developed by Ludovic Maillard at IBMM in Montpellier adopted pseudocycles C9 which led to helices. THis property was observed starting from the tetramer. The third family of oligomers comes from the LCPM, alternating oligomers of alpha amino acids and aza amino acids, in which the alpha carbon has been replaced by a nitrogen atom. We showed that the pattern aza induces folding of the beta turn, facilitating the cyclization of the molecule. In this thesis we have characterized the properties to self-structuring of three families of pseudopeptide foldamers by combining experimental results from nuclear magnetic resonance, infrared spectroscopy, circular dichroism and X-ray diffraction combined with molecular modeling calculations. Our study lists the properties of each pattern to form secondary structure elements and to induce the formation of foldamers

Ce travail porte sur l’étude d’une nouvelle technique de microscopie basée sur le phénomène d’absorption linéaire ultra-faible (LOPA) de matériaux photosensibles pour la fabrication de structures submicrométriques à deux et à trois dimensions (2D, 3D). Premièrement, nous avons étudié théoriquement la distribution de l'intensité lumineuse dans la région focale d’un objectif de microscope de grande ouverture numérique en fonction des différentes conditions de travail, telles que la propagation de la lumière dans un milieu absorbant avec variation d'indice de refraction. Nous avons démontré que lorsque l'on travaille avec un matériau quasi homogène ayant de très faible absorption à la longueur d’onde du faisceau d’excitation, le faisceau laser peut être focalisé en profondeur à l'intérieur du matériau, ce qui permet de manipuler optiquement des objets en 3D. Nous avons ensuite démontré expérimentalement l'utilisation de cette technique pour fabriquer des structures à la demande. Différentes structures 2D et 3D submicrométriques ont été crées en résine SU-8, en utilisant un laser continue de faible puissance à 532 nm. Ces résultats sont similaires à ceux obtenus par la méthode d’absorption à deux photons, mais le coût de fabrication a été énormément réduit. De plus, nous avons démontré qu'il est possible de fabriquer des structures photoniques à base de polymère contenant une seule nanoparticule (NP), en utilisant un procédé à deux étapes. En effet, nous avons d'abord déterminé avec précision la position d'une seule NP d’or, en utilisant une puissance d’excitation très faible, puis nous l'avons insérée dans une structure photonique par une puissance d’excitation plus élevée. Le couplage d'une NP d’or et d'une structure photonique à base de polymère a été ensuite étudié théoriquement et expérimentalement, montrant une amélioration importante de la collection des photons émis par la NP. / This work deals with a novel microscopy technique based on the ultra-low one-photon absorption (LOPA) mechanism of photosensitive materials for fabrication of arbitrary two- and three-dimensional (2D, 3D) submicrometer structures. First, we theoretically investigated the intensity distribution at focusing region of a high numerical aperture objective lens as a function of various working conditions, such as propagation of light mismatched refractive index and/or absorbing media. We demonstrated that when working with refractive index mismatch-free and very low absorption conditions, the light could be focused deeply inside the material, allowing a 3D optical manipulation. We then demonstrated experimentally the use of this simple technique for fabrication of desired structures. Different 2D and 3D structures, with a feature as small as 150 nm, have been created in SU-8 photoresist by using a low power and continuous-wave laser emitting at 532 nm. Furthermore, we demonstrated that it is possible to fabricate a polymer-based photonic structure containing a single nanoparticle (NP), by using a double-step method. Indeed, the LOPA microscopy allowed us first to accurately determine the location of a single gold NP and then to embed it as desired into an arbitrary SU-8 photonic structure. The coupling of a gold NP and a polymer-based photonic structure was theoretically and experimentally investigated showing a six-fold photons collection enhancement as compared to that of a NP in unpatterned film.