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Contexte : L’École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de la Ville de Paris (ESPCI Paris) est la première école d’ingénieurs française au classement de Shangai (classée 300/400). Distinguée par 6 prix Nobel, elle allie recherche d’excellence (1 publication par jour), innovation (1 brevet par semaine, 3 start-up par an) et formation interdisciplinaire par la recherche. Elle accueille 400 élèves ingénieurs, 600 chercheurs dans 9 unités mixtes de recherche et environ 100 agents de support de la recherche et de l’enseignement.
PROFIL DU RECRUTEMENT : DOCTORANT EN CDD
Contexte professionnel :
L’Institut Langevin est une Unité Mixte de Recherche (UMR7587) de l’ESPCI Paris et du CNRS dédiée à la physique des ondes et à ses applications. Les chercheurs de l’Institut se donnent pour objectif de comprendre les mécanismes de propagation des différents types d’ondes (mécaniques et électromagnétiques) dans les milieux les plus complexes et de tirer parti de cette meilleure compréhension pour concevoir des instruments originaux pour la manipulation de ces ondes et l’imagerie de ces milieux. L’Institut Langevin a obtenu en 2011 le label LabEx (laboratoire d’excellence) pour son projet WIFI (Waves and Imaging : from Fundamentals to Innovation).
Missions et responsabilités :
La limite de diffraction est une limitation intrinsèque des systèmes d’imagerie et stipule que l’on ne peut séparer des objets plus proches qu’environ une longueur d’onde. Il est évident que franchir cette barrière offre denouvelles applications, et par exemple le prix Nobel de Chimie de 2011 a récompensé différentes techniques permettant d’obtenir des images mieux résolues. Ils s’affranchissent de la limite de résolution en exploitant un phénomène non-linéaire grâce à la fluorescence d’agents de contraste.
Ici, nous proposons d’utiliser une autre non-linéarité : l’effet Doppler. Pour exploiter celui-ci à des fins d’imagerie, il est par exemple possible de mettre en rotation l’objet à imager. Ainsi tous les diffuseurs situés en dehors de l’axe de rotation renvoient une onde décalée spectralement par effet Doppler, alors que les objets sur l’axe de rotation sont vus à la fréquence d’excitation. De cette façon, on peut reconstruire avec une résolution arbitrairement fine l’information provenant de l’axe de rotation.Ensuite, il suffit de changer l’axe de rotation afin d’explorer tous les points de notre objet à imager. D’un point de vue pratique, la mise en rotation d’un échantillon biologique pose évidemment problème, etune réalisation pratique d’un tel dispositif consiste à changer de référentiel et à mettre en rotation les sources.Dans ce contexte, nous avons déjà obtenus des images super-résolues dans le domaine de l’acoustique. Des haut-parleurs placés sur une table tournante motorisée émettent des signaux monochromatiques en direction de diffuseurs placés en champ lointain dans un référentiel fixe. Les ondes rétro-diffusées sont captées par des microphones eux-mêmes placés sur la table tournante. De cette manière, nous avons démontré la possibilité de discriminer acoustiquement des objets avec une résolution meilleure que la limite de diffraction (lambda/8), c’est à dire plusieurs fois plus petit que la limite de diffraction.
La mission du doctorant sera de monter une expérience similaire en optique. On souhaite s’affranchir de la rotation mécanique en la remplaçant par une rotation « virtuelle ». Un faisceau laser arrivant sur un modulateur spatial de lumière va être modulé temporellement avant d’illuminer des objets dans le plan focal d’un objectif de microscope. La modulation temporelle choisie consiste à émuler la rotation physique du faisceau laser. Les ondes rétrodiffusées traverseront un deuxième modulateur spatial de lumière de manière à émuler la rotation en réception. En utilisant les interférences avec un bras de référence on peut récupérer la modulation des ondes et ainsi reconstruire l’image de notre objet. On espère ainsi obtenir un gain sur la résolution en bénéficiant de cette modulation temporelle.
Environnement hiérarchique :
Ce projet sera effectué sous la direction de Fabrice Lemoult, Sébastien Popoff. Le directeur de thèse officiel sera Mathias Fink.
PROFIL DU CANDIDAT
Connaissances et qualités recherchées
Optique, Microscopie, Connaissances générales sur la physique des ondes, autonomie et prises d’initiatives sur la partie expérimentale.
Formation requise (ou diplôme) :
Niveau Master 2
Expérience souhaitée/exigée dans une fonction similaire :
Compétences en expérimentation optique
CONTACTS
Prénom NOM : Fabrice Lemoult
Candidatures (lettre de motivation et CV) à transmettre par courrier électronique à : fabrice.lemoult@espci.psl.eu
ACCÈS
Institut Langevin - 1, Rue Jussieu - 75005 - Paris
Métro ligne 7 (Jussieu)
MODALITÉS DE RECRUTEMENT
(à compléter par le SRH)
Catégorie :
Filière :
Statut :
Poste à pourvoir du 01/12//2019 au 30/11/2022