Analyse numérique : Le doctorant développera l’appareil et le logiciel de prototypes d’OCT holographique 3D à balayage de longueur d’onde. La partie logicielle comprendra : 1- des algorithmes de réaffectation temps-fréquence pour affiner les tomogrammes obtenus par transformée de Fourier aux temps courts et compenser les dérives de phase liées à un échantillonnage suboptimal ; 2- une analyse de phase entre motifs de speckle pour faciliter l’OCT sensible à la phase, en moyennant les signaux de plusieurs speckles et intégrant les différences de phase selon la méthode de Knox-Thompson, utilisée pour détecter l’activité des photorécepteurs dans la rétine ; 3- une correction d’aberrations estimées par l’analyse d’images dans des sous-ouvertures pour améliorer la qualité d’image. Ces méthodes permettront de rephaser les données interférométriques, éliminer les mouvements et aberrations, et révéler les fluctuations de phase et d’intensité optique liées à l’activité cellulaire.
Instruments à développer : 1- Un OCT 3D en combinant un laser à balayage de longueur d’onde avec une détection holographique sur caméra. L’étudiant maximisera la détection ultrarapide du flux sanguin dans les capillaires du plexus rétinien au détriment de la résolution axiale de l’image. 2- Un OCT 2D dans les tissus diffusants intégrant un réseau de diffraction. Une illumination linéaire et une détection par fente assureront un filtrage spatial confocal optimal. Une illumination à motif linéaire générée par un laser à balayage, dans la plage de longueur d’onde de 820 nm à 870 nm, sera formée pour éclairer un échantillon de tissu. La lumière rétrodiffusée sera filtrée spatialement par une fente et diffractée par un réseau de diffraction, afin de créer un motif de diffraction qui sera balayé angulairement selon la variation de longueur d’onde du laser. Ce motif sera enregistré par une caméra ultra-rapide. Le processus d’enregistrement se fera avec un interféromètre optique, par holographie numérique, afin de permettre une mesure de phase à haute sensibilité résolue dans des conditions de faible luminosité, grâce à l’échantillonnage du battement à la fréquence du cycle de balayage laser. Le traitement numérique du signal des motifs de diffraction du champ optique enregistrés permettra la sélection de photons rétrodiffusés en profondeur, et le filtrage de la diaphonie cohérente qui émerge des longueurs de trajet optiques aléatoires dans l’échantillon diffusant.
