La diffusion de la lumière dans des milieux hétérogènes, par exemple la peau ou un verre de lait, est généralement considérée comme une perturbation inévitable, voire une nuisance. Par le biais de diffusions et d’interférences répétées, ce phénomène semble détruire à la fois l’information spatiale et l’information de phase de toute illumination laser.
D’un point de vue opérationnel, la diffusion limite considérablement la possibilité d’obtenir des images avec de la lumière à travers ou dans un milieu diffusant, et est une des principales limitations à l’imagerie en profondeur dans les tissus. La diffusion multiple est un processus très complexe mais néanmoins déterministe : elle est donc réversible. En « façonnant » ou en « adaptant » la lumière incidente, il est en principe possible de contrôler la propagation et de surmonter le processus de diffusion. Je montrerai comment ce concept permet de réaliser de l’imagerie en profondeur dans un milieu diffusant, ce que j’illustrerai par quelques applications. Je montrerai quelques exemples d’imagerie de fluorescence, en couplant le contrôle de front d’onde à des méthodes computationnelles.
Sylvain Gigan
Professeur de physique – Sorbonne Université, Laboratoire Kastler-Brossel
Sylvain Gigan is Professor of Physics at Sorbonne Université in Paris, and group leader in Laboratoire Kastler-Brossel, at Ecole Normale Supérieure (ENS, Paris). His research interests focuses on light propagation in complex media, and range from fundamental investigations, biomedical imaging, computational imaging, signal processing, to quantum information. He is also the cofounder of a spin-off: LightOn, developing optical computing solutions for machine learning.
After graduating from Ecole Polytechnique (Palaiseau France) in 2000, and a Master Specialization in Optics from University Paris XI (Orsay, France), he obtained a PhD in Physics 2004 from University Pierre and Marie Curie (Paris, France) in quantum and non-linear Optics. From 2004 to 2007, he was a postdoctoral researcher in Vienna University (Austria), working on quantum optomechanics, in the group of Markus Aspelmeyer and Anton Zeilinger. from 2007 to 2014, he was at ESPCI ParisTech in Paris, as Associate Professor, and started working on optical imaging in complex media and wavefront shaping techniques, at the Langevin Institute. He joined Sorbonne Université as Professor in 2014. He was awarded the Fabry de Gramont Prize of the French Optical Society in 2016, The Joseph Fourier ATOS prize in 2018, the Jean Jerphagnon Prize in 2019. He is the recipient of two ERC grants in 2011 and 2017. He is Optica Fellow, Junior and Senior the Institut Universitaire de France (2016-2021 and 2023-2028). He is Editor of Optica, Intelligent Computing & eLight. He is editor-in-chief of Advanced Imaging.
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