Programme de la conférence

La tomographie par cohérence optique (OCT) est une technique d’imagerie optique non invasive permettant d’obtenir en temps réel des images 2D et 3D de la structure interne d’un échantillon, avec une résolution micrométrique et une profondeur d’imagerie de quelques millimètres. Comparable à l’échographie mais utilisant la lumière au lieu des ultrasons, l’OCT offre une résolution bien supérieure, au prix d’une pénétration plus limitée, ce qui la rend particulièrement adaptée à l'imagerie rétinienne - l'application la plus courante et la plus connue de l'OCT - ainsi qu'à l'imagerie des tissus biologiques, des petits objets et des matériaux industriels. Le kit éducatif OCT s’inscrit dans ce contexte en proposant un setup pédagogique permettant de comprendre, visualiser et manipuler simplement et concrètement les principes clés de l’OCT, rendant cette technologie avancée accessible pour l'enseignement, les travaux pratiques et les démonstrations.

Objectifs du workshop :

• Découvrir les principes clés de l’OCT (imagerie par interférences) • Comprendre la formation d’une image OCT.

• Manipuler un système OCT éducatif et observer des échantillons didactiques. • Identifier les notions de résolution axiale et de profondeur d’imagerie.

• Interpréter les images OCT obtenues. Les participants auront l'occasion de découvrir et d'utiliser directement le kit pédagogique OCT, spécialement conçu pour l'enseignement et les travaux pratiques.

Imasolia et Oxxius unissent leurs expertises pour répondre à une problématique industrielle :

Comment mesurer le diamètre des particules en ligne dans une pulvérisation liquide, fluide ou solide avec une technique non intrusive ?

C’est tout l’enjeu de la granulométrie optique qui est un paramètre clé pour étudier et contrôler une pulvérisation. Oxxius et Imasolia collaborent sur une méthode de mesure par interférométrie avec une résolution micrométrique : Oxxius fabrique, adapte et fournit la source laser pour rendre la mesure possible et Imasolia apporte sa maîtrise de l’instrumentation en photonique.

L’imagerie interférométrique (à défaut de mise au point) génère un réseau d’interférences entre les faisceaux réfractés et réfléchis par les particules aux moyens d’un faisceau ou d’une nappe laser émise par le laser DPSS Oxxius. La présence d’une seconde nappe laser permet d’adresser la méthode aux particules opaques et ou solides en utilisant la réflexion des ondes incidentes. Les signaux sont collectés puis analysés par un système de détection défini par Imasolia.

Résultat : une technique unique capable de caractériser aussi bien des pulvérisations liquides que solides.

Ce que vous découvrirez pendant ce workshop :

· Générer une nappe laser

· Comprendre le phénomène d’interférométrie

· Observer les limites de résolution

· Caractériser une pulvérisation

Vous pourrez modifier la pulvérisation et constater l’évolution des paramètres mesurés.

Les spectromètre MIR par up-conversion reposent sur la génération de somme de fréquences (SFG, Sum Frequency Generation). Il s’agit d’un processus optique non linéaire avancé dans lequel deux photons interagissent pour produire un nouveau photon dont l’énergie est égale à la somme des énergies des photons initiaux. Un cas particulier bien connu de la SFG est la génération de seconde harmonique (SHG, Second Harmonic Generation), largement utilisée dans les pointeurs laser verts pour convertir la lumière émise par une diode laser à 1064 nm en lumière verte. Dans les spectromètres par up-conversion, la SFG est pour transformer le rayonnement moyen infrarouge (MIR) incident en lumière proche du visible Ce processus rend possible la mesure d’un signal MIR avec les détecteurs siliciums habituellement utilisés dans le VIS-NIR et permet donc une acquisition à la fois broadband et haute cadence sur la plage 2-5µm.

Objectifs du workshop :

• Découvrir le principe de la SFG à travers la génération de seconde harmonique d’un laser Nd:YAG 1064 nm.

• Comprendre la relation mathématique entre la longueur d’onde du signal d’entré MIR et celle du signal de sortie VIS.

• Découvrir des exemples d’application de spectroscopie MIR haute cadence.

Un bruit c’est un phénomène qui perturbe un signal et limite les performances d’un système car si le bruit est plus fort que le signal, l’information est perdue. Parmi les plusieurs types de bruit, on peut citer le bruit acoustique (vibratoire), thermique, électromagnétique et quantique. Pour caractériser un signal aléatoire (ou bruit), on mesure sa densité spectrale de puissance, qui a comme unité (unité du signal)²/Hz ou (unité du signal)/√Hz, ex : V/√Hz pour un bruit de tension, g²/Hz pour un bruit de vibration, Hz²/Hz pour un bruit de fréquence… Par exemple, le bruit de fréquence d’un signal est la représentation des fluctuations aléatoires de la fréquence de ce signal dans le domaine fréquentiel. Puisque les lasers sont utilisés dans beaucoup d'applications (sensing, quantique, lidar, métrologie…), les performances du laser (largeur de raie, bruit de phase, stabilité de fréquence, bruit d'intensité) ont un impact important sur les performances finales de l'application. Il est donc important de bien connaitre son laser et de le caractériser. Le module LSA s’inscrit dans ce contexte en tant qu’un analyseur de source laser plug and play. Il permet de mesurer l'évolution temporelle de la fréquence d'émission du laser, le spectre de bruit de fréquence et de phase dans trois unités différentes, l'évolution temporelle de la puissance du laser, ainsi que le spectre de bruit d'intensité relative (RIN). Pour cela, le LSA est parfaitement adapté pour expliquer les principes du bruit de laser.

Objectifs du workshop :

• Découvrir les principes clés du bruit de laser.

• Comprendre comment mesurer le bruit.

• Manipuler le laser et observer les résultats en temps réel.

• Interpréter les courbes obtenues.

Les participants auront l'occasion de découvrir et d'utiliser directement le LSA, spécialement conçu pour la démonstration.

La détection hétérodyne est une technique de mesure optique permettant d’accéder simultanément à l’amplitude et à la phase d’un signal lumineux. Aujourd’hui largement utilisée en photonique, en mé trologie et en télécommunications, elle constitue un outil essentiel pour la caractérisation de nombreux systèmes optiques. Cet atelier propose une découverte des principes fondamentaux de la détection hétérodyne à travers un montage interférométrique de Sagnac. Les participants pourront observer le fonctionnement du système et comprendre comment reconstruire l’amplitude et la phase d’un signal optique en temps réel.

Objectifs du workshop

• Découvrir les principes fondamentaux de la détection hétérodyne.
• Manipuler un système interférométrique et observer les signaux de battement optique.
• Comprendre le fonctionnement d’une détection synchrone.
• Illustrer l’utilisation de la détection hétérodyne pour la caractérisation de phénomènes non linéaires.
• Interpréter les signaux expérimentaux obtenus.

Les participants auront l’occasion de découvrir et d’utiliser directement un système de détection hété rodyne spécialement conçu pour la démonstration et la caractérisation de dispositifs photoniques.

Le système CIAO, pour Compact Innovative Adaptive Optics, est un système d’optique adaptative bas coûts dédié aux observations astronomiques haute résolution et aux liaisons satellites. Il intègre des composants standards disponibles sur le marché, notamment un miroir déformable et un analyseur de front d’onde Shack-Hartmann dans une structure directement compatible avec un porte-oculaire standard de télescope. Les aberrations dynamiques provoquées par la turbulence atmosphérique peuvent alors être atténuées. CIAO s’inscrit dans ce contexte en proposant un système d’OA complet et performant pour des besoins divers de correction, allant de l’injection de la lumière issue d’une étoile dans une fibre aux applications pour les communications satellites. Les essais conduits jusqu’à maintenant démontrent des gains importants de correction, ouvrant la voie pour de nombreux domaines d’applications.

Objectifs du workshop :

• Découvrir les principes clefs de l’optique adaptative

• Comprendre le fonctionnement des composants d’un système d’OA

• Manipuler un banc de simulation de perturbations atmosphériques

• Observer et interpréter la correction des images perturbées en temps réel Les participants auront l'occasion de découvrir et d'utiliser directement le système complet d’optique adaptative ainsi que le banc de simulation de perturbations atmosphériques.