Influence of the pinhole size on the resolution of the 4Pi' microscope studied by means of the optical transfer function

Optical transfer functions are presented for the 4pi' microscope. The effects of the size of the confocal pinhole on the three-dimensional resolution are studied. It is shown that the resolution of the 4Pi' microscope depends weakly on the pinhole size. This result suggest that the pinhole can be removed in order to increase the signal-to-noise ratio

Numerical approach for reducing out-of-focus light in bright-field fluorescence microscopy and superresolution speckle microscopy

International audienceThe standard two-dimensional (2D) image recorded in bright-field fluorescence microscopy is rigorously modeled by a convolution process involving a three-dimensional (3D) sample and a 3D point spread function. We show on synthetic and experimental data that deconvolving the 2D image using the appropriate 3D point spread function reduces the contribution of the out-of-focus fluorescence, resulting in a better image contrast and resolution. This approach is particularly interesting for superresolution speckle microscopy, in which the resolution gain stems directly from the efficiency of the deconvolution of each speckle image

Arrangement of a 4Pi microscope for reducing the confocal detection volume with two-photon excitation

The main advantage of two-photon fluorescence confocal microscopy is the low absorption obtained with live tissues at the wavelengths of operation. However, the resolution of two-photon fluorescence confocal microscopes is lower than in the case of one-photon excitation. The 4Pi microscope type C working in two-photon regime, in which the excitation beams are coherently superimposed and, simultaneously, the emitted beams are also coherently added, has shown to be a good solution for increasing the resolution along the optical axis and for reducing the amplitude of the side lobes of the point spread function. However, the resolution in the transverse plane is poorer than in the case of one-photon excitation due to the larger wavelength involved in the two-photon fluorescence process. In this paper we show that a particular arrangement of the 4Pi microscope, referenced as 4Pi0 microscope, is a solution for obtaining a lateral resolution in the two-photon regime similar or even better to that obtained with 4Pi microscopes working in the one-photon excitation regime

Etude et mise en oeuvre des methodes de demodulation pour des capteurs optiques utilisant le codage de modulation spectrale

SIGLEINIST T 76155 / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Outils de modélisation et d'imagerie pour un scanner micro-onde (application au contrôle de la teneur en eau d'une colonne de sel)

L'évaluation de la teneur en eau est actuellement un objectif important pour la caractérisation des sols et la compréhension des mécanismes liés au transfert hydrique et à l'absorption racinaire. Il existe un lien entre les variations de la teneur en eau et la permittivité des sols. L'objectif de ces travaux est d'exploiter ce couplage pour définir un protocole d'imagerie active micro-onde d'un monolithe. En effet, lorsqu'une onde électromagnétique rencontre un objet ayant des dimensions caractéristiques de l'ordre de sa longueur d'onde, celle-ci après interactions, va induire un courant qui à son tour générera un champ électromagnétique diffracté. La mesure de ce champ va permettre de revenir aux informations relatives à l'objet, en particulier sa permittivité. Nous nous appuyerons ici sur un système de mesure hyperfréquence constitué d'une cavité métallique cylindrique. Il a donc fallu mettre au point des outils numériques de modélisation et d'imagerie permettant de décrire le phénomène de diffraction dans un tel environnement. L'imagerie micro-onde quantitative est un problème inverse non-linéaire mal posé. De plus, les mesures du champ électromagnétique sont perturbées, ce qui va induire de l'instabilité dans le problème inverse. C'est pourquoi il est nécessaire de mettre en place un algorithme itératif avec ajout d'informations a priori (polynômes de Zernike) pour obtenir une solution stabilisée. Des reconstructions obtenues à partir de champ mesurés sur différents fantômes sont discutées. De plus, les informations fournies par l'étude du comportement de l'opérateur de diffraction renseignent sur la quantité de données accessibles et les informations a priori qui peuvent être légitimes deconsidérer.AIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF

"Scattering-reduction effect with overcoated rough surfaces: Theory and experiment

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4p-microscopie : applications à la localisation axiale de luminophores et à l amélioration de la résolution latérale

L'étude des mécanismes inter et intra-cellulaires nécessite d'utiliser des outils d observation non invasifs pour la cellule, sensibles aux faibles signaux et très résolvants tant spatialement que temporellement. Actuellement, les techniques de microscopie à fluorescence réalisent le meilleur compromis entre ces trois caractéristiques, notamment grâce à l'apparition de caméras ultrasensibles et du 4p-microscope. Néanmoins, la localisation axiale de molécules individuelles et la résolution latérale des microscopes confocaux doivent être encore améliorées. Le couplage d'un 4p-microscope et d'un interféromètre de Michelson, nous a permis de localiser axialement des luminophores par interférométrie à faible longueur de cohérence. Nous avons également proposé une modification des 4p-microscopes afin d'améliorer leur résolution latérale.AIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF

Mesure de la phase du champ diffracté dans le domaine optique. Contribution à la résolution de problèmes inverses

La caractérisation des composants diffusant ou diffractant dans le domaine optique est généralement effectuée de manière statistique grâce à des mesures d'intensité. On peut améliorer cette caractérisation en mesurant l'amplitude complexe du champ diffusé. Cette amplitude peut être reconstituée à partir de la connaissance de l'intensité et de la phase du champ électromagnétique. Nous proposons une technique expérimentale et numérique permettant de déterminer les variations angulaires de la phase du champ diffusé par une surface rugueuse. Cette technique complète les mesures d'intensité traditionnellement effectuées grâce à des diffusomètres. L'étude expérimentale que nous réalisons est menée sur des réseaux de diffraction. Les résultats obtenus nous amènent d'une part à nous intéresser à la résolution de problèmes inverses en optique et d'autre part à étudier finement les phénomènes de résonance électromagnétique. On montre par exemple que la mesure de l'amplitude complexe du champ diffracté par un réseau permet, dans certaines conditions, de déterminer les propriétés opto-géométriques de la structure diffractante, à l'aide d'une méthode très simple à mettre en œuvre. Par ailleurs, les mesures de phase nous permettent d'aborder l'étude des résonances plasmons de surface des réseaux métalliques, en polarisation TM, sous un angle nouveau. Dans une autre partie, nous nous intéressons à la détermination de l'indice de réfraction de surfaces rugueuses à partir de la seule connaissance de l'intensité diffusée. Cette étude nous amène dans un premier temps à comparer les données de la diffusion lumineuse à celle fournies par la microscopie à force atomique dans la même fenêtre fréquentielle. Nous montrons ensuite que l'indice peut également être obtenu en mesurant l'atténuation ou l'augmentation de la diffusion due au dépôt d'une couche mince sur la surface. Ces méthodes s'adaptent aux échantillons plans et homogènes ayant une rugosité de surface de quelques nanomètres à plusieurs centaines de nanomètres.AIX-MARSEILLE3-BU Sc.St Jérô (130552102) / SudocSudocFranceF

Interferometric Measurement of the Phase of Diffracted Waves near the Plasmon Resonances of Metallic Gratings

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