Holographie photoréfractive à faible cohérence

Abstract

L'imagerie médicale a connu une progression fulgurante au cours des 50 dernières années. Bien qu'une multitude de techniques soient couramment utilisées pour l'étude des tissus biologiques ou pour le diagnostic de pathologies, il n'en demeure pas moins que chacune de ces techniques a ses propres limitations en terme de résolution et de profondeur d'imagerie, ou encore en terme de vitesse. Ce n'est que depuis quelques années que les méthodes optiques ont fait leur apparition. En fait, l'utilisation de la lumière pour l'observation de petits objets semi-transparents remonterait au premier siècle après Jésus-Christ. Les méthodes optiques modernes permettent de visualiser la structure interne de tissus biologiques ou de cellules et font maintenant compétition, ou sont un complément à des méthodes plus traditionnelles en imagerie médicale comme les rayons X ou la résonance magnétique nucléaire. La méthode présentée dans ce mémoire entre dans la classe des appareils à discrimination par cohérence. L'OCT (optical coherence tomography) [Huang et al., 1991] est probablement la méthode de cette classe la mieux connue actuellement. L'apparition de cette technique a été un avancement majeur dans le domaine de l'imagerie médicale optique. En effet, elle permet une visualisation sur quelques millimètres de profondeur avec une résolution de quelques dizaines de micromètres. Il est cependant possible d'améliorer les performances de cet appareil en utilisant l'holographie photoréfractive [Hyde et al., 1995]. En effet, l'effet photoréfractif a la capacité unique de filtrer la lumière non cohérente ce qui permet d'étendre la profondeur maximale d'imagerie. C'est donc de cette dernière méthode qu'il sera question dans ce mémoire. Les aspects théoriques de la propagation de la lumière dans les milieux biologiques, de l'effet photoréfractif, du système, de son analyse et de sa caractérisation seront présentés en profondeur. Les aspects pratiques qui permettent la mesure et la caractérisation des différents éléments théoriques seront aussi décrits afin de permettre une construction fonctionnelle rapide du système. Le système réalisé est un prototype qui permet de cibler les difficultés propres à la réalisation d'un tel système et les moyens à prendre pour les contourner. Le lecteur trouvera des éléments fondamentaux qui lui permettront de poursuivre et d'améliorer le système d'imagerie par holographie photoréfractive.