Ecole Doctorale
Physique et Sciences de la Matière
Spécialité
OPTIQUE, PHOTONIQUE ET TRAITEMENT D'IMAGE
Etablissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
optique non-linéaire,spectroscopie,microscopie multi-photon,biologie,
Keywords
non-linear optics,spectroscopy,multi-photon microscopy,biology,
Titre de thèse
Spectroscopie Raman Stimulée rapide et imagerie spectrale
Fast Stimulated Raman Spectroscopy and spectral imaging
Date
Jeudi 13 Décembre 2018 à 10:00
Adresse
Campus Universitaire de Saint-Jérôme, 52 Avenue Escadrille Normandie Niemen, 13013 Marseille Amphithéatre Rouard
Jury
Directeur de these |
M. Hervé RIGNEAULT |
CNRS |
Rapporteur |
M. Randy A BARTELS |
Colorado State University |
Rapporteur |
M. Thomas R HUSER |
Bielefeld University |
Examinateur |
Mme Sophie BRASSELET |
CNRS |
Examinateur |
M. Nicolas FORGET |
FASTLITE |
Résumé de la thèse
En combinant des techniques de microscopie et de spectroscopie, il est possible de réaliser des images résolues spectralement. Ces images apportent des réponses à de nombreux problèmes en chimie, biologie, et médecine.
La diffusion Raman cohérente (CRS) s'est révélée capable de surpasser la diffusion Raman spontanée dans l'analyse chimique d'échantillons, en offrant une meilleure résolution spatiale et un temps d'acquisition plus faible.
La vitesse d'acquisition de l'information spectrale demeure toutefois un facteur limitant en imagerie CRS, et de nombreuses recherches se concentrent sur le développement de nouvelles méthodes d'acquisition.
Le présent travail s'inscrit dans cette démarche.
En combinant la diffusion Raman stimulée (une branche de la CRS), la focalisation spectrale d'impulsions optiques, ainsi qu'une ligne à délai acousto-optique, nous réalisons les premières mesures à de telles vitesses d'acquisition.
Le cadre théorique, technologique, ainsi que lingénierie nécessaire pour parvenir à ce résultat sont détaillés.
Cette technique d'acquisition rapide est illustrée par le suivi de réaction chimique, le contrôle qualité pharmaceutique, en biologie, et en histologie.
Thesis resume
Combining microscopy and spectroscopy, one can achieve spectrally resolved imaging, and provide a solution to various chemical, biological, or medical challenges.
Coherent Raman Scattering (CRS) has proven extremely valuable in providing chemical information, with a higher resolution and shorter acquisition time than spontaneous Raman scattering.
The acquisition rate of the spectral information from a sample remains the limiting factor of CRS imaging, and several experimental schemes are being investigated to push the technology toward higher imaging frame rates.
This work develops one such scheme.
Combining Stimulated Raman Scattering (a CRS technique), spectral focusing of chirped pulses, and a fast acousto-optic delay line, we achieved unprecedented spectral acquisition rates.
The theoretical, technological, and engineering frameworks enabling such acquisition are described in details.
The application to pharmaceutical quality control, time resolved chemical transformations, biology, and histology is demonstrated.