Reconstruction rapides d'images en régime térahertz 3D

par Jean baptiste Perraud

Projet de thèse en Lasers, Matière et Nanosciences

Sous la direction de Patrick Mounaix.


  • Résumé

    Les ondes terahertz sont, de part leur forte pénétration dans certains matériaux opaques à la lumière, d'un intérêt particulier en imagerie. Depuis une quinzaine d'année, des études ont montré que l'imagerie terahertz peut être appliquée à des domaines tels que la sécurité ou bien le contrôle non destructif, notamment dans l'aéronautique. De plus, des techniques de reconstruction 3D par tomographie terahertz permettent d'obtenir une représentation en volume de l'objet d'étude. Il existe deux méthodes d'imagerie avec chacune leurs avantages et leurs inconvénients. La première méthode consiste en une reconstruction d'image pixel par pixel utilisant un détecteur ponctuel. Actuellement, c'est cette technique qui permet d'obtenir les images terahertz les plus fidèles à la géométrie de l'objet d'étude. Cependant, l'imagerie point par point peut prendre un certain temps de reconstruction, de l'ordre d'une heure voire de plusieurs jours pour une tomographie 3D. Or, pour un grand nombre d'application, il n'est pas envisageable d'attendre autant de temps pour obtenir une image et l'information qu'attend l'opérateur. L'autre technique consiste en une imagerie plein champ, où l'objet est imagé grâce à une matrice de capteur, permettant une imagerie en temps réel. Cependant les images obtenues par cette technique contiennent un grand nombre d'artefacts liés essentiellement à des phénomènes optiques "THz" tel que la diffraction. Le but du projet de thèse est donc de démontrer la faisabilité d'une imagerie térahertz 2D et 3D en temps réel tout en gardant la même qualité de reconstruction que la technique point par point.

  • Titre traduit

    Fast 3D imaging in terahertz region


  • Résumé

    Due to their strong penetration in certain materials optically opaque, terahertz waves are of particular interest in imaging. Over the last fifteen years, studies have shown that terahertz imaging could be applied to areas such as security or non-destructive testing, particularly in aeronautics. Moreover, there is a 3D terahertz reconstruction method called tomography which is used to obtain a volumetric representation of the object under investigation. There are two methods of imaging with each their advantages and disadvantages. The first method consists of a pixel-by-pixel image reconstruction called raster-scanning which used monopixel detector. At present, this is the technique that gives the most faithful images to the geometry of the object in study. However, point-to-point imaging can take a long time to reconstruct, on the order of one hour or even several days for a 3D tomography. However, for a large number of applications, it is not conceivable to wait as long to obtain an image and the information that the operator needs. The other technique consists of full-field imaging, where the object is imaged using a sensor matrix, enabling imaging in real time. However, the images obtained by this technique contain a large number of artefacts linked essentially to "THz" optical phenomena such as diffraction. The aim of the thesis project is to demonstrate the feasibility of real-time 2D and 3D terahertz imaging while maintaining the same quality of reconstruction as the raster-scanning method.