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. Enseignant: Rémi Carminati (Institut langevin Laboratoire d’Optique Physique,Ecole supérieure physique chimie industrielles)

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.

Diffusion de la lumière par des particules
-*Diffusion, sections efficaces, théorème optique.
-*Rappels de rayonnement. Rayonnement dipolaire.
-*Cas particuliers (diffusion Rayleigh, particules grandes devant la longueur d’onde, diffusion de Mie)



Diffusion multiple
-*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
-*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
-*Tomographie par cohérence optique (OCT)
-*Approches multi-ondes (acousto-optique, photo-acoustique)
-*Imagerie moléculaire (fluorescence)

Visite de manips
-*Tomographie par cohérence optique (OCT)
-*Approches multi-ondes (acousto-optique, photo-acoustique)
-*Imagerie par diffusion dynamique

Etude de cas : dimensionnement d’un montage expérimental
-*Définition d’une application spécifique (cahier des charges)
-*Travail en groupe pour dimensionnement montage + ordres de grandeur