L’Institut Langevin

Localisation de sources acoustiques en milieu réverbérant, avec une antenne de 48 microphones. Placés aléatoirement dans un volume, ils permettent de séparer le champ réverbéré et le champ direct émis par les sources. Le modèle sous-jacent, dont les paramètres sont déterminés à partir des mesures par des méthodes d'optimisation numérique, est basé sur une approximation en ondes planes pour le champ réverbérant et une hypothèse de parcimonie spatiale pour les sources. L'objectif est de mettre au…

Antenne acoustique bas profil mettant en œuvre un métamatériau. L'objectif est de concevoir un dispositif imageur acoustique, n'utilisant qu'un faible nombre de transducteurs, contrairement aux dispositifs actuels. Ce dispositif serait utilisé pour de l'imagerie acoustique aérienne (caméra acoustique dans l'air).

Couplage par prisme sous un microscope, d'une source de lumière fibrée avec un plasmon de surface (configuration de Kretschmann). Le but est de réaliser une imagerie des propriétés optiques de surface, notamment pour des applications aux biocapteurs.

Sonde de l'échographe Aixplorer appliquée sur un sein fantôme. C'est le premier échographe ultrarapide qui utilise les principes du retournement temporel et de l'imagerie multi-ondes pour réaliser une image de l'élasticité du corps humain. Il permet de diagnostiquer précocément les tumeurs profondes ou imperceptibles à la palpation. Les applications sont très nombreuses et concernent de nombreux organes.

Observation, à l'aide d'un microscope optique en champ proche à ouverture, de la génération électrique de plasmons de surface par un laser semiconducteur aux longueurs d'onde télécom. Les plasmons de surface sont des ondes électromagnétiques qui se propagent à la surface des métaux. Elles sont généralement produites à l'aide d'une source laser extérieure. Le but est l'observation de ces ondes de surface, générées par pompage électrique sur un dispositif intégré et compact. Le générateur de…

Motif de lithographie sur une multicouche nanométrique d'argent. Ce type de motif permet de fabriquer des tomographies nanométriques utilisées comme échantillon, pour les mesures d'imagerie par résonance de plasmon de surface.

Localisation de sources acoustiques en milieu réverbérant, avec une antenne de 48 microphones. Placés aléatoirement dans un volume, ils permettent de séparer le champ réverbéré et le champ direct émis par les sources. Le modèle sous-jacent, dont les paramètres sont déterminés à partir des mesures par des méthodes d'optimisation numérique, est basé sur une approximation en ondes planes pour le champ réverbérant et une hypothèse de parcimonie spatiale pour les sources. L'objectif est de mettre au…

Montage et réglage d'un banc d'optique adaptative pour l'imagerie de tissus biologiques. Le but est de mettre au point un système d'optique adaptive, permettant d'obtenir des images microscopiques en profondeur dans les tissus biologiques, grâce à la correction des aberrations créées par le tissu lui-même.

Observation, à l'aide d'un microscope optique en champ proche à ouverture, de la génération électrique de plasmons de surface par un laser semiconducteur aux longueurs d'onde télécom. Les plasmons de surface sont des ondes électromagnétiques qui se propagent à la surface des métaux. Elles sont généralement produites à l'aide d'une source laser extérieure. Le but est l'observation de ces ondes de surface, générées par pompage électrique sur un dispositif intégré et compact. Le générateur de…

Modulation de tavelure / speckle avec un modulateur spatial de lumière, un microscope double et un laser femtoseconde, afin de contrôler la lumière sur des films aléatoires ou ordonnés. Le microscope double, en haut à droite, est constitué d'un microscope inversé et d'un microscope droit couplés, qui permettent l'observation d'objets en transparence et en réflexion.

Microscope holographique avec excitation photothermique, pour l'étude de nanoantennes plasmoniques. Les nanoantennes optiques permettent de recevoir ou au contraire diriger la lumière dans une direction particulière, comme le font, pour des longueurs d'ondes beaucoup plus grandes, les antennes hertziennes. L'holographie digitale permet de reconstruire en 3D le champ optique diffusé par de tels objets. Sous microscope, il est ainsi possible d'enregistrer la lumière diffusée par une nanoantenne…

Microscope holographique pour la super localisation de nanoparticules en mouvement Brownien. Visualisation des franges d'interférence qui constituent l'hologramme. Après reconstruction (par le calcul) de cet hologramme, plusieurs particules seront visibles et localisables en 3D. Dans un liquide, les nanoparticules sont animées d'un mouvement Brownien qui les amène à explorer aléatoirement différents points de l'espace. L'holographie digitale permet de les localiser en 3D avec une précision…

Montage et réglage d'un banc d'optique adaptative pour l'imagerie de tissus biologiques. Le but est de mettre au point un système d'optique adaptive, permettant d'obtenir des images microscopiques en profondeur dans les tissus biologiques, grâce à la correction des aberrations créées par le tissu lui-même.

Microscope champ sombre en transmission, éclairé en lumière blanche avec un laser rouge pour chauffer des nanocroissants. Les nanocroissants d'or sont utilisés pour le contrôle et la mesure de température locale. Ces nanoparticules agissent comme des nanosources de chaleur lorsqu'elles sont éclairées et leur mouvement de rotation, observé en champ sombre, permet de mesurer l'élévation locale de température.

Bureau de l'Institut Langevin "ondes et images" (LOA).

Réglage d'un montage de tomographie par cohérence optique plein champ pour l'élastographie. Conçu à l'Institut Langevin, ce microscope est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre optique et d'une caméra rapide. Il permet d'imager à cadence élevée des coupes fines de matériaux divers, jusqu'à quelques dizaines de microns en profondeur. Couplé à une source d'excitation mécanique (ici un transducteur ultrasonore), il permettra de dresser la carte des propriétés élastiques de…

Discussions théoriques autour de l'émission et de la propagation de lumière en milieu diffusant. Equipe "Optique mésoscopique et théorique".

Localisation de sources acoustiques en milieu réverbérant, avec une antenne de 48 microphones. Placés aléatoirement dans un volume, ils permettent de séparer le champ réverbéré et le champ direct émis par les sources. Le modèle sous-jacent, dont les paramètres sont déterminés à partir des mesures par des méthodes d'optimisation numérique, est basé sur une approximation en ondes planes pour le champ réverbérant et une hypothèse de parcimonie spatiale pour les sources. L'objectif est de mettre au…

Imagerie en mode de résonance des plasmons de surface (ISPR). Le but est de réaliser une imagerie des propriétés optiques de surface, notamment pour des applications aux biocapteurs.

Spectroscopie de nano-objets uniques : des groupements de nanoparticules d'or, assemblés sur des brins d'ADN synthétique, sont injectés dans une chambre de microfluidique avant d'être analysés par spectroscopies de diffusion et de temps de vie de fluorescence. Ces structures peuvent à la fois servir de capteurs optiques de biomolécules en milieu aqueux, mais aussi d'antennes nanométriques pour exalter l'émission de lumière de molécules ou de nanoparticules fluorescentes.

Quelques-uns des 48 microphones d'une antenne, utilisés pour la localisation de sources acoustiques en milieu réverbérant. Placés aléatoirement dans un volume, ils permettent de séparer le champ réverbéré et le champ direct émis par les sources. Le modèle sous-jacent, dont les paramètres sont déterminés à partir des mesures par des méthodes d'optimisation numérique, est basé sur une approximation en ondes planes pour le champ réverbérant et une hypothèse de parcimonie spatiale pour les sources…

Diffusion et localisation transverse de la lumière. Le milieu aléatoire, imprimé par le faisceau vert sur une valve optique à cristaux liquides, est sondé par le faisceau rouge. La diffusion transverse de ce faisceau peut alors être étudiée.

Localisation de sources acoustiques en milieu réverbérant, avec une antenne de 48 microphones. Placés aléatoirement dans un volume, ils permettent de séparer le champ réverbéré et le champ direct émis par les sources. Le modèle sous-jacent, dont les paramètres sont déterminés à partir des mesures par des méthodes d'optimisation numérique, est basé sur une approximation en ondes planes pour le champ réverbérant et une hypothèse de parcimonie spatiale pour les sources. L'objectif est de mettre au…

Mise en place d'un échantillon pour un dépôt métallique dans un bâti de dépôt thermique par effet joule, dépôt par plasma-sputtering et dépôt thermique assisté par faisceau d'électrons. Les applications de cet appareil sont la fabrication de couches minces à façon.

Microscope à force atomique à pointe active, couplé avec un dispositif de mesure de durée de vie de fluorescence d'un émetteur fluorescent. Ce dernier est greffé à l'extrémité de la pointe du microscope à force atomique et est amené à une distance de quelques dizaines de nanomètres de la surface d'un film d'or fractal. Grâce à ce montage, l'émetteur peut être positionné sur l'échantillon avec une grande précision et une caractérisation complète du champ électromagnétique peut être effectuée.

Séminaire hebdomadaire à l'Institut Langevin "ondes et images" (amphithéâtre de l'Institut de Physique du Globe, dans lequel le LOA a ses locaux).

Banc d'ultrasons laser : génération et détection sans contact, d'ondes de Lamb à vitesse de groupe nulle dans une plaque mince de duralumin. L'objectif est à la fois fondamental et appliqué. Il s'agit de mieux comprendre ces modes de Lamb particuliers, ainsi que les modes à vitesse de phase négative associés. Il s'agit également de réaliser sans contact des mesures d'épaisseur, de délamination, d'adhésion et/ou des mesures de paramètres élastiques de matériaux, tels que le coefficient de…

Microscope à force atomique à pointe active, couplé avec un dispositif de mesure de durée de vie de fluorescence d'un émetteur fluorescent. Ce dernier est greffé à l'extrémité de la pointe du microscope à force atomique et est amené à une distance de quelques dizaines de nanomètres de la surface d'un film d'or fractal. Grâce à ce montage, l'émetteur peut être positionné sur l'échantillon avec une grande précision et une caractérisation complète du champ électromagnétique peut être effectuée.

Discussions théoriques autour de l'émission et de la propagation de lumière en milieu diffusant. Equipe "Optique mésoscopique et théorique".

Statif (support) d'un microscope développé pour des applications d'imagerie holographique. Il est destiné à l'étude de dynamiques rapides par mesure optique en bande étroite accordable, dans le domaine fréquentiel. L'objectif est d'inventer et de mettre en œuvre de nouvelles méthodes d'acquisition d'images optiques par holographie, avec des sources de lumière de faible cohérence, afin de bénéficier d'une grande qualité d'image, tout en cherchant à conserver le bénéfice de l'holographie…

Discussions théoriques autour de l'émission et de la propagation de lumière en milieu diffusant. Equipe "Optique mésoscopique et théorique".

Dispositif d'imagerie photo-acoustique permettant de détecter et analyser le signal photoacoustique émis par des nanoparticules d'or. L'absorption de lumière dans un liquide ou un tissu crée une onde acoustique, dont la détection permet d'obtenir une image acoustique des propriétés d'absorption optique. L'objectif de cette approche est d'imager en profondeur les propriétés optiques de tissus biologiques, avec une résolution submillimétrique.

Détection de faibles signaux par holographie photoréfractive sur cristal de Sn2P2S6 (hypothiodiphosphate d'étain). Le but est de réaliser une détection spectrale fine et amplifier un signal faible grâce au mélange à deux ondes, dans un cristal photoréfractif.

Prototype de vibromètre laser Doppler holographique. Cet appareil laser Doppler réalise des vidéos d'ondes de surface d'amplitudes nanométriques. Cette instrumentation est capable de mesurer quantitativement ces ondes de surface, afin de développer de nouvelles méthodes d'imagerie pour le contrôle non destructif. Les moyens de contrôle non destructif sont destinés à vérifier l'intégrité de structures, sans les endommager. Ils sont d'une importance croissante dans de nombreux domaines…

Elastographie multi-échelle : combinaison d'un montage échographique à un montage de tomographie par cohérence optique (OCT) plein champ. Conçu à l'Institut Langevin, le montage OCT plein champ est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre optique et d'une caméra rapide. Il permet d'imager à cadence élevée des coupes fines de matériaux divers, jusqu'à quelques dizaines de microns en profondeur. Couplé à un échographe Aixplorer, il permettra de dresser la carte des…

Microscope en champ proche optique à sonde diffusante, dite aussi sonde optique locale, pour observer le comportement de la lumière en deçà de la limite de diffraction (qui limite la résolution à environ 0,25 micromètres pour la lumière visible). En orange, la fibre optique qui sert à collecter la lumière diffusée par la sonde placée sous l'objectif du microscope. Les vis micrométriques verticales, en bas de l'image, permettent de régler finement la position de l'objet à observer à proximité de…

Observation de la propagation d'ondes acoustiques de cisaillement dans un milieu granulaire par imagerie échographique ultrarapide. L'objectif est d'aborder sous des angles nouveaux, des questions fondamentales pour les milieux granulaires, telles que la transition de jamming entre un état solide et un état liquide, en profitant des outils innovants développés au sein de l'Institut Langevin (retournement temporel, élastographie transitoire). A plus long terme, il s'agit de mettre au point de…

Interféromètre optique à bras séparés. C'est un montage optique associé à un microscope, développé pour des applications d'imagerie holographique. Un faisceau laser est séparé en deux afin de décaler la fréquence de la lumière passant par l'un des bras avant recombinaison des faisceaux. Cette méthode permet la modulation de la figure d'interférence. Elle est utilisée pour faire de l'imagerie holographique accordable en fréquence.

Séminaire hebdomadaire à l'Institut Langevin "ondes et images" (amphithéâtre de l'Institut de Physique du Globe, dans lequel le LOA a ses locaux).

Couplage par prisme sous un microscope, d'une source de lumière fibrée avec un plasmon de surface (configuration de Kretschmann). Le but est de réaliser une imagerie des propriétés optiques de surface, notamment pour des applications aux biocapteurs.

Nanocroissants en suspension dans une solution aqueuse. Les nanocroissants d'or sont utilisés pour le contrôle et la mesure de température locale. Ces nanoparticules agissent comme des nanosources de chaleur lorsqu'elles sont éclairées et leur mouvement de rotation, observé en champ sombre, permet de mesurer l'élévation locale de température.

Elastographie multi-échelle : combinaison d'un montage échographique à un montage de tomographie par cohérence optique (OCT) plein champ. Conçu à l'Institut Langevin, le montage OCT plein champ est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre optique et d'une caméra rapide. Il permet d'imager à cadence élevée des coupes fines de matériaux divers, jusqu'à quelques dizaines de microns en profondeur. Couplé à un échographe Aixplorer, il permettra de dresser la carte des…

Discussions théoriques autour de l'émission et de la propagation de lumière en milieu diffusant. Equipe "Optique mésoscopique et théorique".

Microscope holographique avec excitation photothermique pour l'étude de nanoantennes plasmoniques. Les nanoantennes optiques permettent de recevoir ou au contraire diriger la lumière dans une direction particulière, comme le font, pour des longueurs d'ondes beaucoup plus grandes, les antennes hertziennes. L'holographie digitale permet de reconstruire en 3D le champ optique diffusé par de tels objets. Sous microscope, il est ainsi possible d'enregistrer la lumière diffusée par une nanoantenne…

Microscope holographique pour la super localisation de nanoparticules en mouvement Brownien. Dans un liquide, les nanoparticules sont animées d'un mouvement Brownien qui les amène à explorer aléatoirement différents points de l'espace. L'holographie digitale permet de les localiser en 3D avec une précision nanométrique, donc de les utiliser pour sonder leur environnement optique ou mécanique local. Il est ainsi possible d'obtenir une imagerie microscopique 3D à haute résolution en milieu…

Microscope confocal couplé avec un dispositif de mesure de durée de vie de fluorescence, pour la cartographie du changement de durée de vie de fluorescence d'un émetteur dans un milieu complexe. La mesure de durée de vie de fluorescence renseigne sur la densité d'états du champ électromagnétique, à la surface d'un échantillon. L'utilisation de ce dispositif ouvre la route vers la caractérisation complète du champ électromagnétique, avec des résolutions nanométriques (de l'ordre du milliardième…

Observation de la propagation d'ondes acoustiques de cisaillement dans un milieu granulaire par imagerie échographique ultrarapide. L'objectif est d'aborder sous des angles nouveaux, des questions fondamentales pour les milieux granulaires, telles que la transition de jamming entre un état solide et un état liquide, en profitant des outils innovants développés au sein de l'Institut Langevin (retournement temporel, élastographie transitoire). A plus long terme, il s'agit de mettre au point de…

Localisation de sources acoustiques en milieu réverbérant, avec une antenne de 48 microphones. Placés aléatoirement dans un volume, ils permettent de séparer le champ réverbéré et le champ direct émis par les sources. Le modèle sous-jacent, dont les paramètres sont déterminés à partir des mesures par des méthodes d'optimisation numérique, est basé sur une approximation en ondes planes pour le champ réverbérant et une hypothèse de parcimonie spatiale pour les sources. L'objectif est de mettre au…

Salle de l'équipe de Physique des ondes pour la médecine. Mise au point de techniques d'imagerie et de thérapie ultrasonores.

Spectroscopie de nano-objets uniques : des groupements de nanoparticules d'or, assemblés sur des brins d'ADN synthétique, sont injectés dans une chambre de microfluidique avant d'être analysés par spectroscopies de diffusion et de temps de vie de fluorescence. Ces structures peuvent à la fois servir de capteurs optiques de biomolécules en milieu aqueux, mais aussi d'antennes nanométriques pour exalter l'émission de lumière de molécules ou de nanoparticules fluorescentes.

Elastographie multi-échelle : combinaison d'un montage échographique à un montage de tomographie par cohérence optique (OCT) plein champ. Conçu à l'Institut Langevin, le montage OCT plein champ est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre optique et d'une caméra rapide. Il permet d'imager à cadence élevée des coupes fines de matériaux divers, jusqu'à quelques dizaines de microns en profondeur. Couplé à un échographe Aixplorer, il permettra de dresser la carte des…

Expérience de contrôle de front d'onde optique en milieux complexes. La lumière qui passe à travers un milieu complexe est entièrement diffusée, rendant les techniques d'imagerie conventionnelles inefficaces. En utilisant un modulateur de phase, dans le cas présent une matrice de 1 024 miroirs (en haut à droite de l'image), il est possible de "voir" à travers un milieu opaque à l'oeil nu. Les milieux vivants sont de la même façon des milieux complexes, mais qui évoluent très rapidement au cours…

Intérieur d'une chambre à vide d'un bâti de dépôt thermique par effet joule, dépôt par plasma-sputtering et dépôt thermique assisté par faisceau d'électrons. Les applications de cet appareil sont la fabrication de couches minces à façon.

Imagerie acousto-optique des milieux diffusants épais à 780 nm. L'objectif de ces recherches est de mettre au point un appareil d'imagerie optique permettant de détecter un contraste d'absorption ou de diffusion dans les tissus, pour détecter une tumeur à travers le sein par exemple.

Discussions théoriques autour de l'émission et de la propagation de lumière en milieu diffusant. Equipe "Optique mésoscopique et théorique".

Réglage d'un montage de tomographie par cohérence optique plein champ pour l'élastographie. Conçu à l'Institut Langevin, ce microscope est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre optique et d'une caméra rapide. Il permet d'imager à cadence élevée des coupes fines de matériaux divers, jusqu'à quelques dizaines de microns en profondeur. Couplé à une source d'excitation mécanique (ici un transducteur ultrasonore), il permettra de dresser la carte des propriétés élastiques de…

Banc d'ultrasons laser : génération et détection sans contact, d'ondes de Lamb à vitesse de groupe nulle dans une plaque mince de duralumin. L'objectif est à la fois fondamental et appliqué. Il s'agit de mieux comprendre ces modes de Lamb particuliers, ainsi que les modes à vitesse de phase négative associés. Il s'agit également de réaliser sans contact des mesures d'épaisseur, de délamination, d'adhésion et/ou des mesures de paramètres élastiques de matériaux, tels que le coefficient de…

Spectroscopie de nano-objets uniques : des groupements de nanoparticules d'or, assemblés sur des brins d'ADN synthétique, sont injectés dans une chambre de microfluidique avant d'être analysés par spectroscopies de diffusion et de temps de vie de fluorescence. Ces structures peuvent à la fois servir de capteurs optiques de biomolécules en milieu aqueux, mais aussi d'antennes nanométriques pour exalter l'émission de lumière de molécules ou de nanoparticules fluorescentes.

Banc d'ultrasons laser : génération et détection sans contact, d'ondes de Lamb à vitesse de groupe nulle dans une plaque mince de duralumin. L'objectif est à la fois fondamental et appliqué. Il s'agit de mieux comprendre ces modes de Lamb particuliers, ainsi que les modes à vitesse de phase négative associés. Il s'agit également de réaliser sans contact des mesures d'épaisseur, de délamination, d'adhésion et/ou des mesures de paramètres élastiques de matériaux, tels que le coefficient de…

Expérience de contrôle de front d'onde optique en milieux complexes. La lumière qui passe à travers un milieu complexe est entièrement diffusée, rendant les techniques d'imagerie conventionnelles inefficaces. En utilisant un modulateur de phase, dans le cas présent une matrice de 1 024 miroirs (en haut à droite de l'image), il est possible de "voir" à travers un milieu opaque à l'oeil nu. Les milieux vivants sont de la même façon des milieux complexes, mais qui évoluent très rapidement au cours…

Laser aléatoire optofluidique positionné sous un microscope. Ce type de laser peut être intégré dans un "micro-laboratoire sur puce", pour servir de source de lumière ou de capteur biologique ou chimique.

Laser aléatoire sous contrôle. Ce laser est constitué d'un milieu à gain rempli de diffuseurs, simple à concevoir car sans cavité. Les chercheurs du LOA (Institut Langevin "ondes et images") montrent qu'il est possible de contrôler l'émission d'un tel laser, en modulant le profil du pompage optique (faisceau vert).

Réglage d'un montage de tomographie par cohérence optique plein champ pour l'élastographie. Conçu à l'Institut Langevin, ce microscope est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre optique et d'une caméra rapide. Il permet d'imager à cadence élevée des coupes fines de matériaux divers, jusqu'à quelques dizaines de microns en profondeur. Couplé à une source d'excitation mécanique (ici un transducteur ultrasonore), il permettra de dresser la carte des propriétés élastiques de…

Dispositif d'imagerie photo-acoustique permettant de détecter et analyser le signal photoacoustique émis par des nanoparticules d'or. L'absorption de lumière dans un liquide ou un tissu crée une onde acoustique, dont la détection permet d'obtenir une image acoustique des propriétés d'absorption optique. L'objectif de cette approche est d'imager en profondeur les propriétés optiques de tissus biologiques, avec une résolution submillimétrique.

Montage de tomographie par cohérence optique plein champ pour l'élastographie. Conçu à l'Institut Langevin, ce microscope est constitué d'une source de lumière blanche, d'un interféromètre optique et d'une caméra rapide. Il permet d'imager à cadence élevée des coupes fines de matériaux divers, jusqu'à quelques dizaines de microns en profondeur. Couplé à une source d'excitation mécanique (ici un transducteur ultrasonore), il permettra de dresser la carte des propriétés élastiques de ces…

Localisation de cible avec une antenne acoustique bas profil disposant d'un faible nombre de transducteurs. L'objectif est de concevoir un dispositif imageur acoustique, n'utilisant qu'un faible nombre de transducteurs, contrairement aux dispositifs actuels. Ce dispositif serait utilisé pour de l'imagerie acoustique aérienne (caméra acoustique dans l'air).

Profilomètre différentiel pour la mesure de rugosités picométriques, dans les fibres optiques à cristaux photoniques. Dans les fibres à cristaux photoniques, la lumière peut se propager dans un coeur creux (air ou vide), ce qui permettra d'atteindre des pertes extrêmement faibles et de créer une nouvelle génération de fibres optiques. Bien que la surface en soit ultra lisse, la principale limite actuelle est liée à la rugosité du verre, qui occasionne des pertes par diffusion. Le profilomètre…

Sonde de l'échographe Aixplorer appliquée sur un sein fantôme. C'est le premier échographe ultrarapide qui utilise les principes du retournement temporel et de l'imagerie multi-ondes pour réaliser une image de l'élasticité du corps humain. Il permet de diagnostiquer précocément les tumeurs profondes ou imperceptibles à la palpation. Les applications sont très nombreuses et concernent de nombreux organes.