Інститут Ланжевена - Ондес та зображення Матричний підхід хвиль у складних середовищах

матричний

Рисунок 1: Матричний підхід, присвячений транспортуванню хвиль через розсіюючі середовища [1]. (а) Експериментальний пристрій, що забезпечує доступ до дифузійної матриці. (b) Збудження замкненого каналу розповсюдження: падаюча хвиля має таку форму, що вона повністю відображається середовищем, що розсіює. (c) Збудження відкритого каналу поширення: падаюча хвиля повністю передається середовищем, що розсіює.

З більш застосованої точки зору, розділення одиничного та багаторазового внесків розсіювання покращує виявлення об'єктів за допомогою розсіюючих середовищ. Цей останній підхід, спочатку розроблений у галузі ультразвуку [5,6], нещодавно успішно перенесений на мікроскопічні методи візуалізації [7] (див. Малюнок 2). Останні справді мають глибину проникнення, сильно обмежену багаторазовим розсіюванням [8] (порядку мм у біологічних тканинах для оптичної когерентної томографії). На додаток до прямого зображення окремими балістичними фотонами з переважно переважним багаторазовим розсіюванням, матричний підхід може бути застосований для характеристики середовища розсіювання. З кореляцій поля, розсіяного гетерогенним середовищем [9], локальне вимірювання параметрів світлового транспорту дозволяє сформувати зображення середовища з багаторазово розсіяних фотонів [10].

Рисунок 2: Матричний підхід, застосований до мікроскопії біологічних тканин [7]. (а) Експериментальна установка: візуалізація через мікроскопічний об'єктив (ОМ) цілі роздільної здатності, прихованої під 1 мм біологічної тканини. (b) Матриця відбиття, виміряна у фокальній площині ОМ. (c) "протилежне" ОСТ-зображення: аберації та багаторазове розсіювання, викликані тканинним шаром, особливо погіршують зображення тестового зразка. (d) Зображення тестового зразка, отриманого з використанням матричного підходу: аберації виправлені та невідповідний фон пов'язаний з багаторазовим розсіюванням.

Контакти
Олександр Обрі
Арно Дероде
Клер Прада

Фінансування
Індивідуальна стипендія Марії Кюрі - Лора Кобус (2017-2019) - SMART
Молоді дослідники ANR - Олександр Обрі (2016-2019) - КОППОЛА

[1] Б. Жерарден, Ж. Лоран, А. Дероде, Ч. Прада, А. Обрі, Повна передача та відображення хвиль, що поширюються через лабіринт розладу, Фіз. Преподобний Lett. 113, 173901, 2014 - arXiv: 1404.2092

[2] Б. Жерарден, Ж. Лоран, П. Амбіхль, Ч. Прада, С. Роттер, А. Обрі, Частиноподібні хвильові пакети в складних системах розсіювання, Фіз. Преподобний B 94, 014209, 2016 -arXiv: 1602.05812

[3] А. Обрі, Л. А. Кобус, С. Є. Скіпетров, Б. А. ван Тіггелен, А. Дероде та Дж. Х. Пейдж, Повторне розсіяння та ефект пам'яті при переході локалізації Андерсона, Фіз. Преподобний Lett. 112, 043903, 2014 - arxiv 1306.2762

[4] Л. А. Кобус, С. Є. Скіпетров, А. Обрі, Б. А. ван Тіггелен, А. Дероде, Дж. Х. Пейдж, Розрив мобільності Андерсона, зумовлений динамічним когерентним зворотним розсіюванням, Фіз. Преподобний Lett. 116, 193901, 2016 - arXiv: 1510.05587

[5] С. Шахджахан, А. Обрі, Ф. Рупін, Б. Шасіньоле, А. Дероде, Випадковий матричний підхід для виявлення дефектів у сильно розсіюючому полікристалі: як ефект пам'яті може допомогти подолати багаторазове розсіювання, Заяв. Фіз. Lett. 104, 234105, 2014 - arXiv: 1405.6526

[6] S Shahjahan, F Rupin, A Aubry, A Derode, Оцінка фільтра багаторазового розсіювання для посилення виявлення дефектів у гетерогенних середовищах, J. Acoust. Соц. Вип. 141, 624-640, 2017

[7] А. Бадон, Д. Лі, Г. Леросі, А. К. Боккара, М. Фінк, А. Обрі, Розумна оптична когерентна томографія для надглибокого зображення через сильно розсіюючі середовища, Наук. Адв. 2, e1600370, 2016 - arXiv: 1510.08613

[8] А. Бадон, А. К. Боккара, Г. Лерозі, М. Фінк, А. Обрі, Межа кратного розсіювання в оптичній мікроскопії, Опт. Досвід. (у пресі), 2017 - arXiv: 1709.03386

[9] А. Бадон, Г. Леросі, А. К. Боккара, М. Фінк, А. Обрі, Визначення залежних від часу функцій Гріна в оптиці з низькою когерентною інтерферометрією, Фіз. Преподобний Lett. 114, 023901, 2015 - arXiv: 1407.0852

[10] А. Бадон, Д. Лі, Г. Леросі, А. К. Боккара, М. Фінк, А. Обрі, Просторово-часові зображення транспортування світла в сильно розсіяних середовищах при освітленні білим світлом, Optica 3, 1160-1166, 2016 - arXiv: 1606.06046