Étude des invariants et corrélations dans les fibres optiques multimodes pour l'imagerie – MUFFIN

Les fibres optiques multimodes connaissent un fort regain d'intérêt en recherche, en particulier pour les applications en télécommunications et en endoscopie. Comparées aux faisceaux de fibres ou aux fibres multicœurs typiquement utilisées en imagerie endoscopique, elles présentent une densité d'information plusieurs ordres de grandeur plus élevée, offrant théoriquement la possibilité de réduire la taille des endoscopes et d'augmenter la résolution. Cependant, la dispersion et le couplage entre les modes brouillent l'image d'entrée, et cela même pour des fibres de quelques centimètres. Les techniques actuelles de reconstruction d'image sont basées sur la mesure préalable de la matrice de transmission, qui caractérise complètement le système optique. Néanmoins, cette matrice change rapidement du fait de la courbure dynamique de la fibre lorsqu'elle est insérée dans un milieu biologique, ce qui interdit l'utilisation d'un système pré-calibré.

Dans ce projet, nous proposons d'étudier les propriétés d'invariance qui peuvent être utilisées pour reconstruire l'information à travers une fibre multimode sans avoir besoin de calibrer complètement le système, c'est-à-dire sans mesurer la matrice de transmission. En particulier, un effet mémoire rotationnel a été observé récemment, mais n'a pas été étudié ni prédit théoriquement, et ses propriétés restent inconnues. Cet effet offre de grandes possibilités pour l'imagerie que nous proposons d'exploiter.

L'objectif du projet MUFFIN est double. Premièrement, nous proposons d'étudier expérimentalement, théoriquement et numériquement les propriétés d'invariance dans les fibres multimodes. Deuxièmement, nous voulons exploiter ces propriétés pour l'imagerie endoscopique. Plus spécifiquement, nous allons étudier et prédire les propriétés de l'effet mémoire rotationnel, explorer d'autres effets mémoire et invariances utiles pour la reconstruction d'image et enfin expérimentalement démontrer leur utilisation pour l'imagerie.