Mesures résolues en temps de transit de la lumière diffuse avec une caméra CCD
Institution:
Paris 13Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
My thesis is a continuation of the research developed within the OPTIMA team of the "Laboratoire de Physique des Lasers". It concerns a new interferometric method to perform time-resolved measurement of diffuse light for biomedical applications. My goal was to explore new technologies in order to improve the performance of this method and to envision futures clinical trials. The first point which we consider is the light source, which must be spectrally modulated at a relatively high frequency. We showed that laser diodes with integrated Bragg grating can achieve the frequency modulation required for biomedical applications, so that there is no limitation here for the interferometric method. The second point, which constitutes the core of this work, relates to the detection system and the possibility to increase the signal to noise ratio by multiplying the number of detectors. The idea is to work with CCD cameras instead of the simple photodiodes previously used, the pixels of these cameras being as many detectors : from the very large number of pixels of a CCD camera, we can then expect a considerable improvement of the signal to noise ratio. With the use of both a fast camera and a standard camera, this work has demonstrated the relevance and limitations of this technique.
Abstract FR:
Ma thèse s'inscrit dans la continuité de recherches développées au sein de l'équipe OPTIMA du Laboratoire de Physique des Lasers concernant une nouvelle méthode interférométrique de mesure résolue en temps de la lumière diffuse pour des applications biomédicales. Mon objectif était d'étudier de nouvelles solutions technologiques pour améliorer les performances de cette méthode et pouvoir envisager à terme une expérimentation clinique. Le premier point sur lequel nous nous sommes concentrés est la source lumineuse, qui doit être modulée spectralement à une fréquence relativement élevée. Nous avons ainsi montré que les diodes laser à réseau de Bragg intégré permettent d'atteindre les fréquences de modulation nécessaires aux applications biomédicales de cette méthode, et qu'il n'y a donc pas ici de limitation pour la méthode interférométrique. Le deuxième point étudié, qui constitue le coeur de mon travail de thèse, concerne le système de détection et la possibilité d'augmenter le rapport signal sur bruit en multipliant le nombre de détecteurs. L'idée consiste à travailler avec des caméras CCD au lieu des simples photodiodes utilisées précédemment, les pixels de ces caméras étant autant de détecteurs : de par le très grand nombre de pixels d'une caméra CCD, on peut ainsi s'attendre à une amélioration considérable du rapport signal sur bruit. Avec l'utilisation d'une caméra rapide et d'une caméra standard, ce travail a ainsi permis de montrer la pertinence et les limites de cette technique.