Unité d'enseignement : Formation scientifique Volume horaire : 15,0 h

Coordinateur : Mr Rémi CARMINATI
Examens : Examen écrit

Objectifs
La diffusion de la lumière dans les milieux complexes rend très difficile l’utilisation de techniques d’imagerie standard (microscopie conventionnelle). Pourtant, être capable de « voir à travers des milieux diffusants » est un atout majeur dans des domaines aussi divers que l’imagerie biomédicale, l’étude de la matière molle, ou la caractérisation de peintures. Des approches originales ont été utilisées au cours des vingt dernières années pour développer des systèmes d’imagerie nouveaux, permettant de détecter des objets et de réaliser des images en régime de diffusion multiple. Le module présente les fondements physiques de la propagation des ondes dans les milieux diffusants désordonnés, et différentes techniques expérimentales modernes permettant de sonder de tels milieux.

Plan du cours
Diffusion de la lumière par des particules (3h)
Diffusion, sections efficaces, théorème optique.
Approximation dipolaire. Polarisabilité Cas particuliers (diffusion Rayleigh, diffusion de Mie, grosses particules)
Diffusion multiple (3h)
Extinction par un nuage de particules
Balistique et diffus. Echelles de longueur. Champ moyen et champ fluctuant
Homogénéisation (exemple du milieu finement divisé)
Modèles de transport en diffusion multiple (3h)
Equation de transfert radiatif. Méthode à deux flux
Approximation de la diffusion. Conductance radiative
Exemples d'application, imagerie
Speckle (3h)
Statistique de l'intensité (Rayleigh). Modèle de lumière chaotique
Statistiques du second ordre. Corrélations spatiales et angulaires
Diffusion dynamique de la lumière (diffusion simple et diffusion multiple)
Exemples d'application en imagerie (matière molle, vivant)
Techniques d'imagerie en milieux diffusants (3h)
Tomographie par cohérence optique (OCT)
Approches multi-ondes (acousto-optique, photo-acoustique)
Imagerie moléculaire (fluorescence)

Bibliographie
Scattering and absorption of light by small particles, Bohren et Huffman, J. Wiley, 1981
Light scattering by small particles, H. van de Hulst, Dover 1981

Dernière mise à jour : Monday 3 January 2011