Laude-boulesteix, Blandine (2004) Instrumental developpements in tomographic and polarimetric imaging. PhD thesis PICM, EP - LPICM Laboratoire de Physique des Interfaces et Couches Minces, EP/X p.174.

Alternative Locations: http://www.imprimerie.polytechnique.fr/Theses/Files/Laude_Boulesteix.pdf

Abstract

We first present a white light tomographic system using a Linnik interferometer. The axial resolution is about 1.2 ?m in air. Tomographic images of biomedical interest are shown to illustrate the instrument capabilities.
Second, we present a Mueller polarimeter based on liquid crystals optimized for errors propagation from raw data to final images. Measurements are fast (about 1 s) and accurate (1% typical errors). Polarimetric images of histological cuts show the interest of this system for the microscopic study of samples containing fibrous macromolecules like collagen.
Finally, degree of polarization (DOP) images of ex vivo human cervix samples confirm polarimetric imaging ability for dysplasia detection (DOP higher than in healthy areas)

Table of content

Introduction générale
Chapitre I: Tomographie Cohérente Optique (OCT)
1. Interféromètres à fibre optique
2. Interféromètre de Linnik
2.1 Etat de l’art
2.2 Description de l’instrument
3. Réglage de l’interféromètre
4. Mécanisme de formation des franges
5. Caractéristiques de l’instrument
5.1 Résolution latérale
5.2 Résolution axiale
5.3 Spectre de l’instrument
6. Obtention de l’enveloppe et de la phase de l’intensité
7. Mesure du rapport signal à bruit
8. Images tomographiques d’échantillons biologiques
8.1 Cellules épithéliales de l’intérieur de la joue
8.2 Cornée de lapin prise dans de la résine
8.3 Echalote sans lamelle couvre-objet
9. Conclusion
Bibliographie
Chapitre II: Description de la lumière partiellement polarisée: formalisme de Stokes, matrices de Mueller
1. Vecteur de Stokes
2. Sphère de Poincaré
3. Matrice de Mueller
3.1 Définitions
3.2 Critère de physicité
3.3 Transformation par rotation
3.4 Dichroïsme et polarisance
3.4.1 Dichroïsme
3.4.2 Polarisance
3.4.3 Propriété d’invariance par rotation
4. Composants optiques "élémentaires" de polarisation
4.1 Dichroïques élémentaires
4.1.1 Polariseurs "parfaits"
4.1.2 Polariseurs partiels
4.2 Déphaseurs élémentaires
4.3 Matrice d’un déphaseur dichroïque linéaire
4.4 Dépolariseurs
5. Décomposition polaire d’une matrice de Mueller
5.1 Décomposition "classique"
5.1.1 Calcul de MD
5.1.2 Calcul de M? et de MR
5.2 Discussion
6. Conclusion
Bibliographie
Chapitre III: Polarimètre à cristaux liquides
1. Propriétés générales des polarimètres (ou ellipsomètres)
1.1 Définitions
1.2 Dispositif de base
1.3 Conditionnement des matrices de modulation et d’analyse
1.4 Dispositifs de modulation de la polarisation
1.4.1 Polarimètre mécanique à lame quart d’onde tournante
1.4.2 Modulateurs photo élastiques
1.4.3 Modulateurs utilisant l’effet Pockels
1.4.4 Modulateurs à cristaux liquides
1.4.4.1 Cristaux liquides nématiques
1.4.4.1. b Utilisation
1.4.4.2 Cristaux liquides ferroélectriques
2. Mise en œuvre du polarimètre à cristaux liquides
2.1 Considérations générales sur le PSG
2.2 Considérations générales sur le polarimètre
2.3 Optimisation du PSG et du PSA
2.3.1 Optimisation de W
2.3.2 Optimisation de A
2.4 Réalisation expérimentale
3. Etalonnage
3.1 Procédure générale
3.2 Détermination de la matrice W à partir d’un jeu de mesures de références
3.3 Choix des éléments de référence
3.4 Réalisation expérimentale
3.5 Avantages et inconvénients de l’étalonnage ECM
4. Caractérisation de l’instrument
4.1 Mesure sur un polariseur dichroïque
4.2 Mesure sur un compensateur
4.3 Stabilité temporelle de la mesure: test sur la mesure de la matrice unité
5. Conclusion
Bibliographie
Chapitre IV: Imagerie polarimétrique
1. Etat de l’art des différentes techniques d’imagerie polarimétrique
1.1 Imagerie simple en lumière polarisée
1.2 Mesure du degré de polarisation linéaire
1.2.1 Principe de la mesure
1.2.2 Etat de l’art
1.3 Cartographie de biréfringence
1.4 Imagerie de Stokes
1.5 Imagerie de Mueller
2. Résultats en degré de polarisation obtenus sur des cols de l’utérus extraits (ex-vivo)
2.1 Pathologies du col de l’utérus
2.2 Histologie du col de l’utérus
2.3 Matériel et protocole
2.4 Images
3. Polarimètre imageur de Mueller à cristaux liquides en transmission
3.1 Instrument
3.2 Etalonnage
3.3 Caractérisation
3.3.1 Polariseur linéaire
3.3.2 Eléments présentant de la dépolarisation
3.3.2.1 Lame épaisse de quartz
3.3.2.2 Lame de quartz avec coin
4. Images de Mueller d’échantillons d’intérêt médical
4.1 Biopsies hépatiques
4.1.1 Généralités sur la fibrose du foie
4.1.2 Images polarimétriques d’un échantillon de foie au stade de la cirrhose
4.1.3 Comparaison des différents stades de la maladie
4.2 Cornée de lapin
4.3 Artère de rat
5. Conclusion
Bibliographie
Conclusion et perspectives
Annexe 1: Notations
Annexe 2: Liste des publications
Remerciements

Statistiques de consultation

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