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RÉSUMÉ
Dans cet article, l’optique de Fourier est consacrée à l'étude de deux familles d'exemples : la première autour d'applications analogiques telles que le filtrage, le contraste de phase ou l'interférométrie de speckle et la seconde autour d'applications digitales pour des dispositifs plus sophistiqués exploitant des calculateurs, telles que la microscopie à contraste interférentiel différentiel à orientation indépendante et l'holographie numérique.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Christophe LABBÉ : Maître de conférences à l’Université de Caen Normandie Univ., UNICAEN, IUT de Caen, Département Mesures Physiques, Caen, France Normandie Univ., ENSICAEN, UNICAEN, CEA, CNRS, CIMAP Caen, France
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Benoît PLANCOULAINE : Maître de conférences à l’Université de Caen Normandie Univ., UNICAEN, IUT de Caen, Département Mesures Physiques, Caen, France Normandie Univ., UNICAEN, INSERM, ANTICIPE, Caen, France Faculty of Medecine, Vilnius University, Vilnius, Lituanie
INTRODUCTION
L’article « Vers l’optique de Fourier digitale – De la diffraction au plan de Fourier… » [E 4 150]pose le contexte de l'optique de Fourier sur la base de laquelle a été étudiée plusieurs dispositifs d'interférences par des ouvertures.
Après un bref rappel des notions de base de l’optique de Fourier, ce présent article regroupe sous forme du mode d’écriture et de lecture des applications potentielles de l’optique de Fourier afin de mieux les identifier. Il aborde notamment la notion de composantes fréquentielles (des basses aux hautes fréquences) dans le plan de Fourier et les notions de filtrage de ces fréquences spatiales.
Les applications d’optique de Fourier analogiques, en exposition dite unique sont ensuite naturellement décrites avec les différents filtrages classiques existants, tels que le filtrage en amplitude passe-bas, passe-bande, passe-haut, et le filtrage de phase comme le contraste de phase. Puis, quelques applications interférométriques en expositions dites multiples sont abordées, telles que la mesure d’écartement d’étoile double par speckle et l’holographie de Fourier analogique pour faire le lien avec l’holographie de Fresnel.
En suivant la même logique, l’optique de Fourier digitale est introduite en exposition unique pour le microscope à contraste de phase différentiel à orientation indépendante. L’holographie digitale est ensuite présentée à travers l’optique de Fresnel pour les applications en expositions multiples, telles que la conception d’hologrammes numériques, la restitution d’objets virtuels en trois dimensions, ou l’interférométrie améliorées par les moyens de calcul actuels. Cette ouverture au monde numérique de l’optique est très certainement un enjeu majeur.
Le lecteur trouvera en fin d’article un glossaire et un tableau des sigles utilisés.
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MOTS-CLÉS
contraste de phase interférométrie filtrage optique speckle strioscopie hologramme digitale reconnaissance de caractères
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4. Conclusion
Le premier article [E 4 150]« De la diffraction au plan de Fourier… » est complété par ce deuxième article « Du plan de Fourier à l’imagerie », qui présente des applications pratiques de l’optique de Fourier, allant de la recherche fondamentale vers la recherche industrielle. Il présente un panel d’applications non exhaustif, permettant d’appréhender plusieurs notions utilisées par des systèmes optiques.
En effet, les dispositifs optiques apparaissent au quotidien pour effectuer des mesures dimensionnelles, du traitement d’images en temps réel, de la surveillance liée à la sécurité des personnes ou bien d’autres exemples encore.
L’utilisation d’un formalisme efficace, comme l’optique de Fourier, constitue un outil de premier niveau pour les exemples cités. Il est donc très important de maîtriser cette théorie qui offre une ouverture sur le monde numérique. C’est un enjeu majeur aujourd’hui et dans les années à venir.
Les auteurs remercient Pascal Gallais et Yann Clenet, de l’observatoire de Paris, pour les clichés fournis sur les étoiles doubles.
Les auteurs remercient également et particulièrement le département de Mesures Physiques de l’IUT de Caen qui a permis de réaliser les expériences d’optique de Fourier pour cet article au moyen du matériel acquis auprès de la société Dida Concept.
Enfin, les auteurs remercient vivement le docteur Shribak Michael (Marine Biological Laboratory, 7 MBL Street, Woods Hole, MA, USA 02543) pour sa participation à la rédaction du paragraphe 3.1.
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - RASBAND (W.S.), ELICEIRI (K.W.), SCHNEIDER (C.A.) - NIH Image to ImageJ : 25 years of image analysis. - Nature Methods, 9, p. 671-675 (2012).
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(2) - FRUCHART (M.), LIDON (P.), THIBIERGE (E.), CHAMPION (M.), LE DIFFON (A.) - Physique expérimentale. - Optique, mécanique des fluides, ondes et thermodynamique, éditeur De Boeck (2016).
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(3) - ZERNIKE (F.) - Phase contrast, a new method for the microscopic observation of transparent objects. - Physica, vol. 9, [7], p. 686-698 (1942).
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(4) - CHENAUD (B.), VALVIN (P.) - Granularité laser et interférences de speckles. - Bulletin de l’Union des Physiciens, 101 (899(1)), p. 1101-1121 (2007).
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(5) - ABBOUD (M.), LEBRUN (G.) - Le speckle pour mesurer, la maturité des fruits climactériques. - Photoniques, vol. 81, p. 32-36 (2016).
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DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
1 Outils logiciels (liste non exhaustive)
Logiciel de traitement d’images « Imagej » https://imagej.nih.gov/ij/
Un pluging « Numerical wave propagation » d’Imagej permet la simulation de la transformation en champ très proche et proche. L’article [E 4 150]est consacré à ce plugin.
HAUT DE PAGE
Étoiles doubles, Interférométrie de speckle, Observatoire de Paris : http://ufe.obspm.fr/Master/Master-Premiere-annee/Organisation-des- enseignements/Option-IMA/Tps-IMA.html
Holographie analogique et numérique à trois longueurs d’onde, ONERA : http://www.onera.fr/fr/daap/holographie
Constrast de phase, Bitesize Bio : http://bitesizebio.com/19346/catching-waves-what-a-microscopist-ought-to-know-about-phase-contrast
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