Nonlinear optical endoscopy with micro-structured photonic crystal fibers

Alberto Lombardini 1
1 MOSAIC - MOSAIC
FRESNEL - Institut FRESNEL
Résumé : La microscopie optique non linéaire (NLOM) est aujourd’hui un outil important pour l’imagerie des tissus en temps réel. Elle ne nécessite pas du marquage des échantillons et offre haute résolution spatiale et spécificité moléculaire. À l’aide de la combinaison de différents mécanismes de contraste non linéaires, tels que la fluorescence à deux photons (TPEF), la génération de seconde harmonique (SHG) et la diffusion anti-Stokes Raman cohérente (CARS), la NLOM se présente un candidat pour l’application à l’histologie optique sans marquage. Cependant, le transfert de l’imagerie non linéaire dans les hôpitaux dépend fortement du développement de sondes endoscopiques flexibles et miniaturisées. La transmission des impulsions ultra-courtes, avec des fibres optiques, est l’un des principaux problèmes à régler. Il existe des nombreux effets liés à la propagation des impulsions dans les fibres de silice classiques, tels que l’élargissement temporel et spectral, ou la génération d’un bruit de fond à la longueur d’onde CARS. Dans cette thèse, nous proposons l’utilisation d’un nouveau type de fibre à cristal photonique, la fibre Kagomé à coeur creux, pour la livraison d’impulsions ultra-courtes en endoscopie non linéaire. Ces fibres permettent la livraison d’impulsions sans distorsion sur une large bande spectrale, avec un faible bruit de fond, grâce à la propagation dans le coeur creux. Nous avons résolu le problème de la résolution spatiale, à l’aide d’une microbille en silice, insérée dans le coeur de la fibre Kagomé. Nous avons développé un système d’imagerie compacte, qui utilise un tube piezo-électrique pour le balayage du faisceau, un système achromatique de microlentilles et une fibre Kagomé double gaine, spécialement conçue pour l’endoscopie. Avec ce système, nous avons réussi à imager des tissus biologiques, à l’extrémité distale de la fibre, en utilisant des différentes techniques tels que TPEF, SHG et CARS, un résultat qui ne trouve pas égale dans la littérature actuelle. L’intégration dans une sonde portable (4,2 mm de diamètre) montre le potentiel de ce système pour de futures applications en endoscopie multimodale in-vivo.
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Thèse
Optics [physics.optics]. Aix-Marseille Université, 2016. English
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Contributeur : Alberto Lombardini <>
Soumis le : lundi 28 août 2017 - 13:55:28
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Alberto Lombardini. Nonlinear optical endoscopy with micro-structured photonic crystal fibers. Optics [physics.optics]. Aix-Marseille Université, 2016. English. 〈tel-01577793v2〉

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