{"id":7020,"date":"2024-01-25T11:05:09","date_gmt":"2024-01-25T10:05:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.institut-foton.eu\/?p=7020"},"modified":"2025-07-17T10:41:44","modified_gmt":"2025-07-17T08:41:44","slug":"imagerie-avancee","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.institut-foton.eu\/en\/imagerie-avancee\/","title":{"rendered":"Imagerie avanc\u00e9e"},"content":{"rendered":"\n

\u2b9e<\/strong><\/code> D\u00e9partement DOP<\/a> \u2b9e<\/strong><\/code> Th\u00e9matiques de recherche<\/a> \u2b9e<\/strong><\/code> Activit\u00e9 \u00ab\u202fPolarim\u00e9trie, senseurs et imagerie\u202f\u00bb<\/a> \u2b9e<\/strong><\/code><\/p>\n\n\n\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n

Pr\u00e9sentation<\/h2>\n\n\n\n

L\u2019\u00e9tude des propri\u00e9t\u00e9s fondamentales des ondes lumineuses (ph\u00e9nom\u00e8nes de propagation et d\u2019interf\u00e9rence, r\u00f4le de la polarisation) permet d\u2019approfondir les m\u00e9canismes de la formation des images et de d\u00e9velopper de nouveaux concepts pour l\u2019imagerie. L\u2019\u00e9quipe DOP a ainsi d\u00e9velopp\u00e9 une expertise reconnue sur les ph\u00e9nom\u00e8nes d\u2019auto-imagerie, sur les effets de speckle, et sur de nouvelles techniques d\u2019imagerie polarim\u00e9trique.<\/p>\n\n\n\n

Effet Talbot et auto-imagerie<\/h3>\n\n\n\n

L\u2019effet Talbot est un effet d\u2019optique spatiale observ\u00e9 au voisinage d\u2019un motif p\u00e9riodique. Lorsque ce dernier est \u00e9clair\u00e9 par une onde plane, une image exacte du motif initial se forme \u00e0 des distances multiples d\u2019une certaine distance \u2013 dite distance de Talbot (zT<\/sub>). Lorsque l\u2019\u00e9cran est plac\u00e9 \u00e0 une distance fractionnaire de zT<\/sub>, l\u2019image du motif de d\u00e9part est d\u00e9multipli\u00e9e (effet Talbot fractionnaire). L\u2019effet Talbot peut \u00eatre mis \u00e0 profit notamment pour l\u2019analyse de fronts d\u2019onde ou le filtrage d\u2019images. Nous avons notamment utilis\u00e9 l\u2019effet Talbot pour d\u00e9montrer un concept d\u2019amplification passive et coh\u00e9rente d\u2019images. Un autre int\u00e9r\u00eat des effets d\u2019auto-imagerie est que le formalisme math\u00e9matique qui le d\u00e9crit est identique \u00e0 celui qui s\u2019applique aux boucles \u00e0 d\u00e9calage de fr\u00e9quence, ce qui permet d\u2019observer les m\u00eames types de ph\u00e9nom\u00e8nes dans le domaine spatial et temporel, une manifestation fructueuse de la dualit\u00e9 espace-temps en optique.<\/p>\n\n\n\n

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Fig.1 a : principe de l\u2019amplification d\u2019images. Un masque de phase est appliqu\u00e9 sur le motif p\u00e9riodique, ce qui produit des images amplifi\u00e9es apr\u00e8s une certaine distance de propagation. b :amplification d\u2019image en pr\u00e9sence d\u2019un bruit additif. L\u2019amplification conduit \u00e0 une am\u00e9lioration du SNR par rapport \u00e0 la moyenne des images de d\u00e9part.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Imagerie par brisure d\u2019orthogonalit\u00e9<\/h3>\n\n\n\n

Cette nouvelle modalit\u00e9 de mesure est inspir\u00e9e de techniques d\u2019optique-hyperfr\u00e9quence, et permet de fournir une mesure directe, rapide et sensible du pouvoir d\u00e9polarisant et\/ou du dichro\u00efsme d\u2019un \u00e9chantillon. Elle repose sur la pr\u00e9paration et l\u2019utilisation d\u2019un faisceau d\u2019illumination sp\u00e9cifique, afin d\u2019\u00e9clairer l’objet \u00e0 caract\u00e9riser \u00e0 l’aide de deux ondes lumineuses de fr\u00e9quences respectives \u03bd1 et \u03bd2 tr\u00e8s l\u00e9g\u00e8rement diff\u00e9rentes, et dont les \u00e9tats de polarisation respectifs sont arbitraires (non n\u00e9cessairement lin\u00e9aires), mais orthogonaux entre eux au sens math\u00e9matique. Lors de l\u2019interaction du faisceau avec un \u00e9chantillon purement d\u00e9polarisant ou dichro\u00efque, l\u2019interf\u00e9rence des deux champs aux fr\u00e9quences \u03bd1 et \u03bd2 provoque une modulation p\u00e9riodique de l’intensit\u00e9 mesur\u00e9e par le d\u00e9tecteur \u00e0 la diff\u00e9rence de fr\u00e9quence \u0394\u03bd = |\u03bd1 – \u03bd2| entre les deux ondes. L\u2019amplitude de cette modulation renseigne sur le taux de d\u00e9polarisation ou de dichro\u00efsme de l\u2019\u00e9chantillon. En revanche, l\u2019interaction avec un \u00e9chantillon bir\u00e9fringent ne provoquera pas de \u00ab brisure d\u2019orthogonalit\u00e9 \u00bb : ainsi la technique est insensible aux bir\u00e9fringences et rotations de polarisation, ce qui la rend tr\u00e8s adapt\u00e9e au d\u00e9port de la mesure par fibre pour des applications endoscopiques. Plus r\u00e9cemment, nous avons con\u00e7u un d\u00e9monstrateur d\u2019imagerie polarim\u00e9trique actif infrarouge par brisure d\u2019orthogonalit\u00e9 et \u00e9tudions son apport pour la d\u00e9tection et la discrimination de cibles \u00e0 longue port\u00e9e. Enfin, dans le cadre de l\u2019endoscopie polarim\u00e9trique, nous explorons le potentiel de la brisure d\u2019orthogonalit\u00e9 pour le d\u00e9port par fibre optique multimode.<\/p>\n\n\n\n

Imagerie polarim\u00e9trique<\/h3>\n\n\n\n

L\u2019imagerie polarim\u00e9trique, qui consiste \u00e0 former une cartographie de l\u2019\u00e9tat de polarisation de la lumi\u00e8re \u00e9mise par une sc\u00e8ne, permet de fournir des contrastes physiques compl\u00e9mentaires \u00e0 ceux obtenus en imagerie classique. Pour cette raison, ce type d\u2019imagerie pr\u00e9sente de nombreuses applications pour l\u2019imagerie biom\u00e9dicale, l\u2019industrie, la t\u00e9l\u00e9d\u00e9tection, ou encore pour la caract\u00e9risation de mat\u00e9riaux. Il constitue un th\u00e8me central de recherche parmi les activit\u00e9s en Imagerie avanc\u00e9e.<\/p>\n\n\n\n

Imagerie par d\u00e9modulation plein champ\/vision \u00e0 travers le brouillard<\/h3>\n\n\n\n

Cette activit\u00e9 de recherche, men\u00e9e en collaboration avec le Raman Research Institute de Bangalore (Inde), a pour objectif de d\u00e9velopper des syst\u00e8mes d\u2019imagerie et les traitements associ\u00e9s permettant de fournir une assistance visuelle \u00e0 la navigation (a\u00e9rienne\/terrestre\/maritime) dans des conditions de visibilit\u00e9 atmosph\u00e9rique d\u00e9grad\u00e9es. Parall\u00e8lement, des \u00e9tudes th\u00e9oriques utilisant des approches issues de la th\u00e9orie de l\u2019information permettent de d\u00e9terminer les repr\u00e9sentations optimales des signaux polarim\u00e9triques qui maximisent le contraste de visibilit\u00e9 de la source.<\/p>\n\n\n\n

Interf\u00e9rom\u00e9trie de speckle<\/h3>\n\n\n\n

Ces travaux plus fondamentaux visent \u00e0 la compr\u00e9hension des effets de d\u00e9polarisation lumineuse \u00e0 l\u2019\u00e9chelle d\u2019un motif de speckle ultra-r\u00e9solu en polarisation. En effet, les m\u00e9canismes de d\u00e9polarisation lors d\u2019une interaction surfacique ou volumique sont aujourd’hui bien compris et mod\u00e9lis\u00e9s lorsqu’on consid\u00e8re des effets d’ensemble (spectre large, grande ouverture num\u00e9rique de l\u2019imageur,\u2026). \u00c0 l\u2019inverse, d\u00e8s que ces conditions ne sont plus satisfaites, la notion de d\u00e9polarisation est \u00e0 manier avec pr\u00e9caution : par exemple, m\u00eame en pr\u00e9sence d\u2019un d\u00e9sordre fig\u00e9 temporellement, les propri\u00e9t\u00e9s polarim\u00e9triques de l\u2019\u00e9chantillon analys\u00e9 peuvent varier consid\u00e9rablement en fonction de la g\u00e9om\u00e9trie du dispositif d\u2019imagerie utilis\u00e9. Nous avons donc d\u00e9velopp\u00e9 un montage exp\u00e9rimental fiable et affranchi de tout biais instrumental afin d\u2019explorer la r\u00e9partition (d\u00e9terministe) de l\u2019\u00e9tat de polarisation d\u2019un motif de speckle constant dans le temps, \u00e0 une \u00e9chelle d\u2019imagerie bien inf\u00e9rieure \u00e0 la taille d\u2019un grain de speckle. Avec un tel dispositif, il a \u00e9t\u00e9 possible d\u2019obtenir pour la premi\u00e8re fois une cartographie de l\u2019\u00e9tat de polarisation de la lumi\u00e8re \u00e0 l\u2019\u00e9chelle d\u2019un grain de speckle, et ainsi d\u2019\u00e9tudier la r\u00e9partition spatiale du vecteur de Jones sur un ensemble de quelques grains de speckle adjacents.<\/p>\n\n\n\n

Financements<\/h2>\n\n\n\n