Réunion

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Journees Imagerie Optique Non Conventionnelle - 19eme edition

Date : 14-03-2024
Lieu : Institut Langevin / Institut de Physique du Globe de Paris
Thèmes scientifiques :
  • B - Image et Vision

Nous vous rappelons que, afin de garantir l'accès de tous les inscrits aux salles de réunion, l'inscription aux réunions est gratuite mais obligatoire.


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Inscriptions

22 personnes membres du GdR ISIS, et 52 personnes non membres du GdR, sont inscrits à cette réunion.

Capacité de la salle : 100 personnes.

Annonce

L'imagerie non conventionnelle, contrairement à l'imagerie conventionnelle, permet d'accéder à des grandeurs physiques (opacité, indice optique, propriété de polarisation d'une onde, composition chimique d'un objet, ...) non directement accessibles. Ces grandeurs sont reconstruites par traitements numériques à partir d'images/signaux acquis grâce à des systèmes optiques dédiés. Les modalités d'imagerie non conventionnelle typiques sont : la polarimétrie, l'interférométrie, l'imagerie hyper-spectrale. L'amélioration des capteurs, la miniaturisation, l'augmentation des capacités de calcul, le développement de nouveaux composants optiques permettent de rendre ces systèmes d'imagerie plus quantitatifs, plus compacts, et/ou plus bas-coût. Ce type d'imagerie nécessite une forte interaction entre la conception optique, le traitement du signal et des images, et le développement de nouvelles technologies de capteurs pour pouvoir développer de nouveaux dispositifs permettant d'accéder à des grandeurs physiques variées comme le déphasage, le changement de polarisation, la dispersion des échantillons. Cette richesse d'information permet d'améliorer la détection, la caractérisation quantitative ainsi que la classification des objets imagés. Ces systèmes sont utilisés dans de nombreux domaines allant du biomédical à l'industrie automobile.

À l'interface de ces thématiques, les « Journées Imagerie Optique Non-Conventionnelle » (JIONC) visent depuis plus de 15 ans à réunir les acteurs nationaux (chercheurs, ingénieurs, académiques ou industriels) de ces différents domaines, afin d'échanger sur les plus récents développements de systèmes ou de traitements pour l'imagerie non-conventionnelle et d'évaluer leurs applications potentielles.

Les JIONC sont des journées co-organisées par les GdR IASIS, Ondes et Imabio.

Pour cette 19e édition, deux sessions spéciales seront proposées : "Problèmes ouverts en imagerie pour la biologie" et "Imagerie quantique".

"Problèmes ouverts en imagerie pour la biologie"
Présentation : La session problèmes ouverts en Imagerie pour la biologie est à la frontière des GdR Imabio et IASIS. Elle s'adresse aux communautés d'experts en instrumentation et en biologie intéressées par le développement d'instruments appliqués à l'imagerie du vivant et par le traitement de l'information en imagerie pour la biologie.
Organisation : Cette session, proposée et animée par David Rousseau (IRHS, INRA, Univ. Angers), débutera par une présentation de Alexandra Fragola (ISMO, Orsay) suivie de communications issues des contributions reçues dans le cadre de cette session spéciale.

"Imagerie quantique"
Présentation : L'optique quantique est à l'honneur cette année suite au prix Nobel d'Alain Aspect. En imagerie aussi, les développements en physique et optique quantique ont des implications méthodologiques importantes : utilisation de la lumière comprimée (squeezing) pour l'amélioration du rapport signal à bruit en microscopie, approches d'imagerie modale pour dépasser les limites classiques en localisation des sources, ou encore, recours à des états intriqués dans des applications d'imagerie.
Organisation : Cette session, animée par Julien Fade (Institut Fresnel, Marseille), débutera par une présentation de Hugo Defienne (CNRS Sorbonne Université, Paris) suivie de communications issues des contributions reçues dans le cadre de cette session spéciale.

Comme chaque année, nous sollicitons également des propositions de communications de nature théorique et applicative, sur les thèmes suivants (liste non exhaustive) :

  • Modalités d'imagerie non conventionnelles
  • Conception d'imageurs innovants
  • Méthodes de traitement en imagerie non conventionnelle
  • Approches « problèmes inverses » pour l'imagerie
  • Imagerie biomédicale
  • Applications de ces systèmes d'imagerie

Merci de faire parvenir vos propositions (max. 1 page par résumé) par courrier électronique, avant le 2 février 2024, aux organisateurs des journées, en mentionnant votre préférence pour une présentation orale ou "poster" et en précisant si votre contribution entre dans le cadre d'une des sessions spéciales.

Des modèles de soumission (formats Word et LaTeX) pour les propositions sont à télécharger à l'adresse suivante : https://tinyurl.com/2hr6y8pq

Comité d'organisation :

Nicolas Ducros
INSA Lyon - CREATIS
Tel: 04 72 43 83 32
nicolas.ducros@insa-lyon.fr		 Nicolas Verrier
Université de Haute Alsace - IRIMAS
Tel: 03 89 33 76 66
nicolas.verrier@uha.fr

Alice Fontbonne
ONERA - DOTA
Tel: 01 80 38 63 65
alice.fontbonne@onera.fr

En l'absence temporaire de gestionnaire dédiée au GdR IASIS, nous sommes malheureusement dans l'impossibilité d'assurer la prise en charge de missions sur le budget du GdR.

Programme

Jeudi 14 mars

9h30-9h45 : Accueil + Introduction des JIONC 2024

9h45-11h00 : Focus "Imagerie quantique" - Chair : J. Fade

Conférence invitée : Adaptive optical imaging with entangled photons
Hugo Defienne
Sorbonne Université, CNRS, Institut des NanoSciences de Paris, INSP, F-75005 Paris, France

Hiding images in quantum correlations
Chloé Vernière1, Hugo Defienne1
1 Sorbonne Université, CNRS, Institut des NanoSciences de Paris, INSP, F-75005 Paris, France

11h00-11h15 : Pause

11h15-12h05 : "Acquisition adaptative" - Chair : C. Kulcsár

Où sont les pixels essentiels d'une image Raman ?
Valentin Gilet1, Guillaume Mabilleau1, Matthieu Loumaigne1, Laureen Coic2, Raffaele Vitale2, Thomas Oberlin3, Henrique Goulart3, Nicolas Dobigeon3, Cyril Ruckebush2, David Rousseau1
1 Université d'Angers
2 Université de Lille
3 Université de Toulouse

Adaptive High Dynamic Range in Fourier Ptychographic Microscopy
John Meshreki1 and Ivo Ihrke1
1 Chair for Computational Sensing and Communications Engineering, University of Siegen, Germany

12h05-14h00 : Déjeuner

14h00-15h40 : "Problèmes inverses et co-conception" - Chair : D. Rousseau

Reconstructions par approche problèmes inverses pour la suppression d'artefacts d'échantillonnage en holographie hétérodyne
Dylan Brault1, Zofia Bratasz2, Michaël Atlan2
1 Université Jean Monnet Saint-Etienne, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut d'Optique Graduate School (IOGS), Laboratoire Hubert Curien UMR 5516, 42023, Saint-Etienne, France
2 Institut Langevin, CNRS, Paris Sciences & Lettres (PSL University), Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles (ESPCI Paris), 1 rue Jussieu, 75005 Paris, France

Imagerie mono-pixel dynamique sur un champ de vue étendu
Thomas Maitre1, Elie Bretin2, Laurent Mahieu-Williame1, Michaël Sdika1, Nicolas Ducros1,3
1 Université de Lyon, INSA-Lyon, Universite Claude Bernard, Lyon, UJM-Saint Etienne, CNRS, Inserm, CREATISUMR 5220, U1294, F-69621, LYON, France
2 Université de Lyon, INSA de Lyon, CNRS UMR 5208, Institut Camille Jordan, F-69621 Villeurbanne, France
3 Institut universitaire de France (IUF), France

Démélange spectral à partir d'acquisition mono-pixel
Séréna Hariga1, Jérémy E. Cohen1, Nicolas Ducros1
1 Université de Lyon, INSA-Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, UJM-Saint Etienne, CNRS, Inserm, CREATIS UMR 5220, U1294, F-69621, LYON, France

Co-conception de systèmes optique/réseau de neurones préservant la vie privée
Marius Dufraisse1, Marcela Carvalho2, Pauline Trouvé-Peloux1, Jean-Baptiste Volatier3, Frédéric Champagnat1
1 DTIS, ONERA, Université Paris-Saclay, F-91123 Palaiseau, France
2 UPCITI, 93100 Montreuil, France
3 DOTA, ONERA, Université Paris-Saclay, F-91123 Palaiseau, France

15h40-16h00 : Pause + Posters

16h00-16h50 : "Imagerie et localisation super résolues" - Chair : F. Champagnat

Définition de points sources évanescents : application à l'imagerie super-résolue à travers une microsphère
Sylvain Lecler1,2, Rayenne Boudoukha2, Manuel Flury1,2, Assia Guessoum3, Nacer Demagh3, Paul Montgomery2
1 INSA Strasbourg, 24 boulevard de la Victoire, 67 000 Strasbourg, France
2 ICube, Université de Strasbourg, CNRS, 67412 Illkirch, France
3 LOA, Institut d'Optique et Mécanique de Précision Université de Ferhat Abbas, 19000 Sétif, Algérie

Agile two-photon microscope for fast 3D single-particle translation and rotation tracking
Marie-Charlotte Chandeclerc1, Florian Semmer1, François Treussart1, Karen Perronet1 and François Marquier1
1 Université Paris-Saclay, École Normale Supérieure Paris-Saclay, Centre National de la Recherche Scientifique, CentraleSupélec, LuMIn, 91190 Gif-sur-Yvette, France

16h50-17h40 : Analyse dynamique des milieux diffusants - Chair : C. Fournier

Quantitative estimation of blood volumerate in retinal arteries by Doppler holography
Olivier Martinache1, Yohan Blazy1, Zofia Bratasz1, Michael Atlan1
1 Institut Langevin Centre national de la recherche scientifique (CNRS) UMR 7587 Paris Sciences et Lettres (PSL) University, Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles ESPCI Paris, 1 rue Jussieu, 75005 Paris, France

Séries temporelles de speckle : lien entre l'imagerie de speckle dynamique et la dépolarisation temporelle
Elise Colin1, Aurélien Plyer1, Enrique Garcia Caurel2, Razvigor Ossikovski2
1 DTIS, ONERA, Université Paris Saclay
2 LPICM, CNRS, École Polytechnique, Institut Polytechnique de Paris

17h40-... : Session Posters

Cf. Liste des posters en fin de programme

Vendredi 15 mars

8h30-9h00 : Accueil

9h00-10h35 : Session spéciale "Imagerie pour la biologie (1)" - Chair : N. Verrier

Conférence invitée : Fast adaptive optics fluorescence microscopy for in vivo high resolution imaging in depth
Alexandra Fragola
ISMO, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France

Microscopie par fluorescence à deux photons avec illumination aléatoire en champ large (2PF-RIM)
Assia Benachir1, Xiangyi Li1, Eric Michele Fantuzzi1, Sandro Heuke1, Anne Sentenac1, Hervé Rigneault1
1 Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, Institut Fresnel, Marseille, France

Orientation fluorescence microscopy: understanding limitations and sensitivity via the Stokes parameters
Luis Aleman-Castaneda1, Isael Herrera1, Sophie Brasselet1, Miguel A. Alonso1,2
1 Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, Institut Fresnel, Marseille, France
2 The Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, NY, USA

10h35-10h50 : Pause + Posters

10h50-11h45 : Session spéciale "Imagerie pour la biologie (2)" - Chair : N. Ducros

Nanoscale Polarized Imaging in 3D
Isael Herrera1, Luis Aleman-Castaneda1, Guillaume Baffou1, Miguel A. Alonso1,2, Sophie Brasselet1
1 Institut Fresnel, Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, Marseille, France
2 The Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, NY, USA

Wavefront sensing technologies for bioimaging
Yan Feng1, François Hénault2, Yuewei Liu3, Zhengkun Liu4, Laura Schreiber5, Alain Spang6, Antonio Ortiz7, Jean-Jacques Correia2, Monique Frain8, Philippe Gain1,9, Gilles Thuret1,9
1 Laboratory of Biology, Engineering and Imaging for Ophthalmology (BiiO), Faculty of Medicine, Health Innovation campus, Jean Monnet University, Saint-Etienne, France
2 Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble, Université Grenoble-Alpes, CNRS UMR5274, Grenoble 38058, France
3 School of Mathematics and Statistics, Lanzhou University, Gansu 730000, China
4 National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science & Technology of China, Hefei 230029, China
5 INAF - Observatorio di Astrosica e Scienza dello Spazio di Bologna, Via Gobetti 93/3, Bologna 40129, Italy
6 Université Côte d'Azur, Observatoire de la Côte d'Azur, CNRS, Laboratoire Lagrange, France
7 Nikon Instruments Inc., 1300 Walt Whitman Road, Melville, NY 11747-3064, USA
8 Laboratoire Matière et Systèmes Complexes, Plateforme BioEmergences, Université Paris Cité, CNRS UMR7057, Paris 75205, France
9 Ophthalmology department, University Hospital, Saint-Etienne, France

11h40-12h15 : Session Posters

Cf. Liste des posters en fin de programme

12h15-14h00 : Déjeuner

14h00-15h15 : Optique compacte - Chair : A. Fontbonne

Guide d'onde pour une caméra mince utilisant la tomographie
Adrian Travis1,2
1 Clare College, Cambridge CB3 9AJ, Royaume Uni
2 Travoptics, 152 Rue Nordmann, 75013 Paris

Vers un circuit de guides d'ondes inscrit par laser femtoseconde dans un verre de silice pour l'imagerie hyperspectrale
Sébastien Bourdel1,2, Olivier Gazzano1, Maxime Cavillon2, Guillaume Druart1, Matthieu Lancry2
1 DOTA, ONERA, 6 Chemin de la Vauve aux Granges, 91120 Palaiseau, France
2 ICMMO, 17 Avenue des Sciences, 91190 Orsay, France

Lentilles à Dioptre Spiralé et Focalisation "Sur Mesure"
Laurent Galinier1, Jean Brusau1, Lucien Kergadallan2, Jean Augereau2 et Bertrand Simon2
1 SPIRAL SAS, 14 place Gardin, 14000 CAEN, France
2 Laboratoire Photonique, Numérique et Nanosciences, Institut d'Optique Graduate school, CNRS UMR 5298, Université de Bordeaux, Talence, France

15h15 : Fin des JIONC

Liste des posters

Exploitation d'un capteur proche infrarouge (SWIR) pour la perception des robots mobiles en conditions météorologiques difficiles
Alexandre Riffard1, Mathieu Labussière1, Pierre Duthon2, Romuald Aufrère1
1 Université Clermont Auvergne, Clermont Auvergne INP, CNRS, Institut Pascal, F-63000 Clermont-Ferrand, France
2 Cerema, Research Team "Intelligent Transport Systems", 8-10 Rue Bernard Palissy, CEDEX 2, F-63017 Clermont-Ferrand, France

Quasi-hyperspectral imaging and characterization of a selected region of interest (ROI) for ophthalmology
Justin Thomas1,2, Yan Feng1,2, Stefania Residori2, Umberto Bortolozzo2, Philippe Gain1,3, Gilles Thuret1,3
1 Laboratory of Biology, Engineering and Imaging for Ophthalmology (BiiO), Faculty of Medicine, Health Innovation campus, Jean Monnet University, Saint-Etienne, France
2 HOASYS SAS, 120 route des Macarons, 06650 Valbonne, France
3 Ophthalmology department, University Hospital, Saint-Etienne, France

Application du photochromisme à la microscopie tomographique diffractive
Nicolas Sellet1, Jaafar Nacer2, Morgan Cormier1, Jean-Philippe Goddard1, Matthieu Debailleul2, Nicolas Verrier2, Olivier Haeberlé2
1 Laboratoire d'Innovation Moléculaire et Applications, LIMA UMR 7042 Unistra-CNRS-UHA Université de Haute-Alsace, 68093 Mulhouse, France
2 Institut de Recherche en Informatique, Mathématiques Automatique et Signal, IRIMAS UR UHA 7499 Université de Haute-Alsace, 68093 Mulhouse, France

Structuration d'optiques à gradient d'indice par laser femtoseconde
Paul Mathieu1, Guillaume Druart1, Florence De La Barrière1, Matthieu Lancry2
1 ONERA, Office national d'études et de recherches aérospatiales, 91120 Palaiseau, France
2 ICMMO, Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux d'Orsay, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France

Vectorial phase retrieval in super-resolution polarization microscopy
Luis Aleman-Castaneda1, Rodrigo Gutiérrez-Cuevas2, Isael Herrera1, Sophie Brasselet1, Miguel A. Alonso1,3
1 Aix Marseille Univ, CNRS, Centrale Med, Institut Fresnel, Marseille, France
2 Institut Langevin, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, 75005 Paris, France
3 The Institute of Optics, University of Rochester, Rochester, NY, USA

Les 12 travaux de la recherche
Nicolas Verrier1, Pierre-Jean Lapray1, Olivier Haeberlé1, Mathieu Decrette1
1 Université de Haute-Alsace

Résumés des contributions

Résumés des conférences invitées

Adaptive optical imaging with entangled photons

Hugo Defienne
Sorbonne Université, CNRS, Institut des NanoSciences de Paris, INSP, F-75005 Paris, France

Imaging technologies rooted in quantum principles, known as quantum imaging, can surpass classical methods or offer novel imaging capabilities otherwise unattainable. For instance, some of these methods exceed the diffraction limit or enable sub-shot-noise imaging. In our work, we harness the quantum properties of entangled photon pairs within the realm of adaptive optics. Specifically, we demonstrate that measuring spatial correlations between photon pairs allows for more effective aberration correction in a label-free imaging system compared to conventional methods. This approach could play a pivotal role in the development of future quantum microscopes. In this presentation, we'll delve into quantum entanglement, imaging, adaptive optics, and there will even be cat pictures - you should come and see!

Fast adaptive optics fluorescence microscopy for in vivo high-resolution imaging in depth

Alexandra Fragola
ISMO, Université Paris-Saclay, 91405 Orsay, France

The study of fast biological phenomena at the cellular level has become possible even in depth in biological tissues in several animal models and rodents, thanks to efficient 3D microscopy techniques. Light sheet fluorescence microscopy (LSFM) is particularly well suited to imaging relatively transparent specimens such as zebrafish, while 2-photon excited fluorescence microscopy (TPEF) remains the technique of choice for more scattering tissues like mammalian brain. But image quality deep inside biological tissues remains limited by scattering and optical aberrations due to the refractive index inhomogeneity, which limit both resolution and sensitivity in all microscopy modalities. To overcome this difficulty, in particular regarding aberrations, we proposed a few years ago an innovative strategy of adaptive optics for neuroimaging, by adapting pioneer work from astronomy to the constraints of fluorescence microscopy. We performed extended-based adaptive optics integration into TPEF and LSFM microscopy, in order to demonstrate the performance of this new, fast closed-loop approach and the ability to distinguish individual cells even at great depths. This is key to many studies, as a major biomarker is the quantification of cell amount/density (segmentation) in many fields (developmental biology, neuro, cardio).