Retrouver une polarisation perdue par diffusion multiple

La polarisation de la lumière est une propriété très utilisée, que ce soit en recherche fondamentale ou en ingénierie, et elle est particulièrement utile en imagerie. À ce jour, l’imagerie résolue en polarisation dans des milieux fortement diffusants n’est cependant pas possible en raison de la dépolarisation de la lumière due aux diffusions multiples.

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Dans une publication récente dans Science Advances, Hilton Barbosa de Aguiar (JRC du département), Sylvain Gigan (LKB) et Sophie Brasselet (de l’Institut Fresnel) ont montré un nouvel effet permettant de retrouver l’état de polarisation de la lumière ayant subi des diffusions multiples, parmi une énorme quantité d’états possibles et sans utiliser de méthode de sélection d’états (comme cela l’a été dans le passé). Cette découverte est basée sur le concept de façonnage de front d’onde à large bande. La longueur de cohérence d’une source large bande étant courte, cela permet de ne sélectionner (c’est-à-dire mettre en phase) que des états ayant la même polarisation que le signal d’entrée.

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Les auteurs démontrent ensuite l’intérêt d’un tel effet en s’intéressant à une imagerie structurale à l’échelle moléculaire de tissus biologiques à travers un milieu diffusant, technique potentiellement utilisable pour des diagnostics biomédicaux (voir la figure ci-dessus).

L’observation de ce nouveau phénomène ne se limite pas à l’imagerie, mais présente de nouvelles opportunités, intéressantes dans tous les domaines qui exploitent les états de polarisation, du multiplexage optique des fibres au contrôle d’états quantiques dans les milieux désordonnés.

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