Façonner le flux d'information pour une imagerie optimale en milieux complexes – OPTIMAGE

Il est extrêmement difficile de faire de l’imagerie optique dans des milieux diffusants complexes tels que les tissus biologiques ou les dispositifs nanostructurés. En effet, la lumière y subit de nombreux événements de diffusion et d'absorption. Ces effets néfastes sont fortement limitants dans différents domaines tels que l'imagerie biomédicale ou la nanofabrication.

L'avènement récent de techniques de façonnage de front d'onde a révolutionné les perspectives de contrôle de la lumière dans les milieux complexes. En effet, il a été démontré que l'énergie des ondes lumineuses peut être focalisée n'importe où dans l'espace, à travers ou même à l'intérieur de milieux complexes. En revanche, on ne sait toujours pas comment utiliser de manière optimale les techniques de façonnage de front d'onde pour l’imagerie.

Le projet OPTIMAGE propose le changement de paradigme suivant : au lieu de focaliser des ondes lumineuses dans des milieux complexes, nous maximiserons la quantité d’information contenue dans ces ondes. Dans ce projet, nous associerons donc le façonnage de front d'onde à la théorie de l'information, afin de reconstruire de manière optimale des images à travers des milieux complexes.

Premièrement, nous présenterons une approche visant à maximiser l'information de Fisher pour faire de l’imagerie de manière optimale dans des milieux statiques. Cela nous permettra de construire un nouveau type de microscope, qui façonne le champ d'entrée afin de reconstruire de manière optimale des images avec un nombre minimal de photons.

Deuxièmement, nous étudierons comment la lumière peut éviter des diffuseurs dynamiques grâce à la théorie de l'information. Cela nous permettra de développer un système d'imagerie qui transmet des images à travers des milieux dynamiques avec une fidélité optimale.