Contexte : Les centres partenaires de ce projet ont développé une expertise innovante unique en holographie numérique ultrarapide, en imagerie laser Doppler et tomographie par cohérence optique, et leur utilisation médicale dans les pathologies oculaires.
Objectif : Réaliser une tomographie par cohérence optique en profondeur dans les tissus diffusants en combinant un laser à balayage de longueur d’onde et un réseau de diffraction avec une détection holographique sur caméra. Une illumination linéaire et une détection par fente assureront un filtrage spatial confocal optimal.
Approche : 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, à l’instar de l’approche proposée par Arnaud Dubois [1]. 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 [2], 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.
Mission et profil : Un prototype d’appareil d’imagerie tomographique sera élaboré. Les étudiants mèneront les expériences et effectueront le traitement des données sous Matlab. Ils réaliseront la formation d’images cohérentes par propagation d’ondes, analyse de fluctuation, filtrage statistique, et correction numérique d’aberrations. Une bonne aptitude en analyse numérique est souhaitable.
Références :
[1] Line-field confocal optical coherence tomography https://hal-iogs.archives-ouvertes.fr/hal-01913796
[2] Swept-source optical coherence tomography by digital holography in real-time https://arxiv.org/abs/2003.08960
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