Regarder à travers l'écran opaque pour des images plus détaillées
Prendre des images à travers des couches opaques à lumière diffusée est une capacité vitale et un outil de diagnostic essentiel dans de nombreuses disciplines, dont la nanotechnologie et les biosciences. Les techniques actuelles ne permettent pas de produire des images à travers des couches opaques qui diffusent toute la lumière incidente. Même une fine couche de matériau de diffusion peut sembler opaque et cacher tout objet derrière lui. Aujourd'hui, une équipe de recherche conjointe d'Italie et des Pays-Bas a réussi à prendre des images détaillées non invasives d'objets cachés derrière un écran opaque. L'étude, qui a été soutenue par le Conseil européen de la recherche (CER), a été publiée dans la revue Nature. Le cuir et autres matériaux tels que le papier et le verre dépoli semblent opaques car ils diffusent de la lumière. Nombreux sont ceux qui se souviendront de la lumière qui fléchit lorsqu'elle atteint un prisme. Lorsque la lumière rencontre ces matériaux opaques, elle ne suit plus en ligne droite, mais plutôt une voie imprévisible et irrégulière. Il en résulte qu'il devient impossible d'obtenir une vue nette des objets reposant derrière ce genre de matériaux. Des méthodes puissantes ont été développées pour obtenir des images à travers des matériaux dans lesquels une petite fraction de la lumière suivra une voie droite. Jusqu'à présent, toutefois, il n'a pas été possible de résoudre une image à partir de la lumière qui a été complètement diffusée. Dans le rapport des chercheurs, ces derniers reconnaissent les importants progrès qui ont été faits ces dernières années avec des méthodes telles que le «ghost imaging» (images fantômes) et la modélisation du front d'onde; ils font remarquer, pourtant, que les procédures actuelles sont toujours invasives car elles requièrent qu'un détecteur soit un matériel non linéaire soit placé derrière la couche de diffusion. Leur rapport, toutefois, décrit leur découverte, autrement dit une méthode optique qui permet une imagerie non invasive d'un objet fluorescent complètement caché derrière une couche de diffusion opaque. Les chercheurs, dirigés par le Dr Allard Mosk, ont cartographié l'angle d'un faisceau laser fixé sur un diffuseur opaque. En même temps, un ordinateur a enregistré la quantité de lumière fluorescente reflétée par un minuscule objet caché derrière le diffuseur. Le Dr Mosk faisait remarquer qu'«alors que l'intensité mesurée ne peut être utilisée pour former une image directement depuis l'objet, les informations nécessaires s'y trouvent, mais sous une forme brouillée». «Les deux jeunes scientifiques qui sont les premiers auteurs de ce document ont eu la brillante idée de chercher si les informations brouillées suffisaient pour reconstruire l'image - et ils ont trouvé un moyen de le faire», a-t-il ajouté. Leur méthode implique un programme informatique qui devine au départ les informations manquantes, et ensuite met à essai et affine l'hypothèse. Ils sont parvenus à faire une image d'un objet caché fluorescent tel qu'une cellule typique, qui peut être d'à peine 50 micromètres de large. Les chercheurs ont réalisé que leur découverte n'est que le premier pas et attendent que leurs travaux mènent à de nouvelles méthodes de microscopie capables de former des images très détaillées dans un environnement de diffusion élevée. Le Dr Mosk faisait remarquer: «Cela sera très utile à la nanotechnologie. Nous aimerions amener les structures à la lumière qui sont cachés dans des environnements complexes tels que les puces informatiques.» Les chercheurs rêvent également d'étendre leur méthode pour examiner des objets sous la peau humaine. «Mais pour le moment», affirme le Dr Mosk, «notre méthode est trop lente pour cela.» En plus du soutien reçu par le CER, les chercheurs ont également été soutenus par l'organisation de recherche scientifique (NWO) des Pays-Bas, la fondation pour la recherche fondamentale sur la matière, la fondation technologique STW, et le ministère italien de l'enseignement, des universités et de la recherche.Pour de plus amples informations, consulter: Université de Twente http://www.utwente.nl/en/ Conseil européen de la recherche http://erc.europa.eu/
Pays
Pays-Bas
