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320 - Optiques adaptatives, principes et applications
Conférence du 03 juillet 2023
La conférence débute par une présentation très didactique de Brigitte Loiseaux (Thales TRT) sur les motivations et les principes de fonctionnement de l'optique adaptative: propagation, turbulences et fluctuations, mesures et corrections, illustrées par des exemples d'applications de miroirs déformables segmentés en astronomie.
Cette claire introduction appelle bien sûr plusieurs questions et commentaires, parmi lesquels :
- Les origines des financements (militaires) initiaux, et les premiers acteurs ;
- Images des galaxies, vues à travers ces transformations optiques.
La deuxième partie est présentée par Nicolas Chateau, cofondateur de l'entreprise Imagine Eyes, consacrée à l'imagerie rétinienne à l’échelle cellulaire.
L'objet est de contribuer au diagnostic et au traitement des maladies de la rétine (DMLA, rétinopathie diabétique, etc.). Les outils existants jusqu'ici sont la caméra de fond de l'oeil, l'ophtalmoscope à balayage laser, et l'OCT qui donne une coupe en profondeur de la rétine, avec une bonne résolution en profondeur mais une résolution latérale limitée. Nicolas Chateau décrit ensuite la caméra rétinienne à optique adaptative, à haute résolution latérale (2 µm) permettant d'analyser les photorécepteurs, d'évaluer l'efficacité de diverses thérapies, etc. Le système comporte un analyseur de front d'onde, un laser de référence, et un miroir déformable à une cadence de quelques dizaines de Hz.
Les questions sur cet outil d'analyse sont nombreuses:
- Possibilités d'analyse des réponses des photorécepteurs ;
- Origine et nature des perturbations que l'on corrige avec l'optique adaptative ;
- Information apportée par ces perturbations sur la maladie elle-même ;
- Différence entre HRT et OCT ;
- Apport de l'IA ;
- Observation en lumière visible ou en infrarouge.
La troisième présentation, par Vincent Billault (Thales), traite des applications, de l'optique adaptative aux "communications optiques en espace libre", qui sont des communications par laser, utiles pour réaliser des communications discrètes, avec une large bande disponible, et une excellente résistance aux brouillages.
On considère un cas typique: la communication entre un satellite géostationnaire et une station sol sur la Terre, pour laquelle les turbulences atmosphériques viennent dégrader la propagation.
Le principe consiste à décomposer le signal reçu en différents modes, que l'on recombine de façon appropriée pour compenser les effets des perturbations atmosphériques. Ces traitements sont rendus possibles grâce aux circuits photoniques intégrés, qui assurent la recombinaison des modes.
Sur ce thème aussi, les questions sont nombreuses:
- De quels "modes" parle-t-on?
- La cadence des fluctuations comparée à la vitesse des calculs ;
- Le choix des longueurs d'onde préférentielles, en fonction des technologies disponibles ;
- Les puissances des lasers sont-elles suffisantes ?
- Les parts relatives des traitements numérique et analogique ;
- La largeur des faisceaux utilisés ;
- Applications de type broadcast, ou bien point à point ?
- Existe-t-il déjà des systèmes opérationnels de ce type?
- Comment décomposer le faisceau, quel choix de modes?
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