Imagerie acousto-optique de milieux diffusants épais par détection photoréfractive

par Max Lesaffre

Thèse de doctorat en Optique. Physique expérimentale

Sous la direction de François Ramaz et de Michel Gross.

Soutenue en 2009

à Paris 6 , en partenariat avec Laboratoire Kaster Brossel (ENS) (laboratoire) .

mots clés

• Imagerie acousto-optique
• Milieu diffusant
• Photoréfractif

Résumé

Imager un milieu diffusant épais par voie optique interdit l’utilisation des techniques d’imagerie optique conventionnelles du fait de la faiblesse du signal balistique. L’imagerie acousto-optique de la lumière diffusée permet d’obtenir une imagerie de l’absorption optique locale avec une résolution transverse millimétrique. Elle s’appuie sur un faisceau acoustique focalisé qui engendre par interaction acousto-optique une modulation de la phase du champ lumineux diffusé. Les détections cohérentes du signal optique modulé acoustiquement se trouvent cependant souvent limitées par la faiblesse de leur étendue optique ou de leur bande passante. Notre expérimentation s’appuie sur une détection photoréfractive hétérodyne reposant sur une holographie dynamique à 1064nm construite autour d’un cristal photoréfractif massif d’Arsenure de Gallium, pour pallier à ces deux limitations. Par ailleurs, pour obtenir une résolution millimétrique selon l’axe de propagation ultrasonore, nous avons développé une technique de modulation aléatoire de phase du faisceau acoustique et du faisceau lumineux qui crée une zone de cohérence temporelle contrôlée au sein même du milieu diffusant. La mise en oeuvre de ces techniques ont permis d’imager avec des résolutions millimétriques des échantillons diffusants de caractéristiques proches des tissus biologiques sur une épaisseur de 3cm.

Titre traduit

Acousto-optic imaging of thick scttering media by photorefractive detection

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