Vortex Optiques : Défis et Potentiels pour les Systèmes d'Imagerie // Optical Vortices : Challenges and Potentials for Imaging Systems

  • Talence, Gironde
  • CDD
  • Temps-plein
  • Il y a 25 jours
Offer DescriptionLes vortex optiques, étudiés depuis trois décennies dans diverses disciplines, trouvent moins d'applications dans le domaine de l'imagerie, excepté en microscopie pour la localisation de molécules uniques à travers l'encodage de profondeur [1]. Ces phénomènes offrent pourtant une capacité particulière d'auto-focalisation subite [2] et de stabilité [3], révélant des perspectives prometteuses pour l'optimisation des systèmes d'imagerie. Plus récemment, nos travaux de recherche ont établi que l'intégration des vortex optiques à des lentilles classiques permet de créer des techniques de focalisation innovantes [4]. L'objectif principal de ce projet de thèse est d'explorer en détail comment les propriétés uniques des vortex optiques peuvent être exploitées pour enrichir les techniques actuelles de formation d'images. Ceci inclura l'étude approfondie des mécanismes d'auto-focalisation subite et l'évaluation de la stabilité et de la précision de la génération d'images en présence de ces vortex [3]. Ainsi, une attention particulière sera accordée à l'impact des différents types de vortex optiques sur la qualité des images générées, avec un focus sur leur capacité à minimiser les aberrations et à améliorer la résolution et la profondeur de champ. La méthodologie de cette recherche reposera sur un équilibre entre travail théorique, simulations numériques et expérimentations. Un premier volet consistera à développer des modèles mathématiques et à réaliser des simulations pour prédire le comportement des vortex optiques dans divers scénarios de formation d'images. Le second volet concernera la caractérisation expérimentale des performances des lentilles fabriquées selon nos prescriptions par notre partenaire Spiral SAS, en utilisant une gamme de techniques optiques avancées, telle que l'analyse de front d'onde, pour évaluer l'impact des vortex optiques sur la qualité de l'image. Ces recherches pourraient conduire à des avancées significatives dans plusieurs domaines nécessitant une imagerie de haute qualité et une manipulation précise de la lumière, comme l'imagerie médicale, les technologies portables, et les systèmes de vision pour véhicules autonomes. En jouant un rôle pionnier dans l'optimisation des performances optiques via l'exploitation des vortex optiques, cette thèse s'inscrit dans une démarche d'innovation technologique visant à répondre aux défis de la miniaturisation et de l'efficacité accrue dans le design de lentilles.Références :[1] Shen, Y. et al. Light Sci Appl 8, 90 (2019).
[2] Xiao, N. et al. Opt. Express 29, 19975-19984 (2021)
[3] Eshaghi, M. et al., Sci Rep 12, 10428 (2022).
[4] Galinier, L et al. Optica 11, 238-244 (2024)Optical vortices, explored across various disciplines for three decades, have found limited applications in imaging beyond microscopy for single molecule localization through depth encoding [1]. However, they unveil a unique capability for sudden self-focusing [2] and stability [3], opening promising avenues for the optimization of imaging systems. Our recent research has demonstrated that integrating optical vortices into conventional lenses facilitates the creation of innovative focusing techniques [4].The primary goal of this thesis project is to delve into how the unique properties of optical vortices can be harnessed to enrich current image formation techniques. This will include a comprehensive study of the mechanisms behind sudden self-focusing and an assessment of image generation stability and precision in the presence of these vortices [3]. Special emphasis will be placed on the influence of different types of optical vortices on image quality, focusing on their ability to minimize aberrations and enhance resolution and depth of field.The methodology of this research will balance theoretical work, numerical simulations, and experimentation. The initial phase will involve developing mathematical models and conducting simulations to predict the behavior of optical vortices in various imaging scenarios.The second phase will focus on the experimental characterization of lens performance, fabricated according to our specifications by our partner, Spiral SAS, utilizing advanced optical techniques such as wavefront analysis, to ascertain the impact of optical vortices on image quality.These research efforts could lead to significant advancements in fields requiring high-quality imaging and precise light manipulation, such as medical imaging, wearable technologies, and vision systems for autonomous vehicles. By pioneering in enhancing optical performance through the exploitation of optical vortices, this thesis aims to innovate technological design to meet the challenges of miniaturization and increased efficiency in lens design.References:
[1] Shen, Y. et al. Light Sci Appl 8, 90 (2019).
[2] Xiao, N. et al. Opt. Express 29, 19975-19984 (2021)
[3] Eshaghi, M. et al., Sci Rep 12, 10428 (2022).
[4] Galinier, L et al. Optica 11, 238-244 (2024)Début de la thèse : 01/10/2024Funding category: Contrat doctoral
MESRI
PHD Country: FranceRequirementsSpecific Requirements*Formation : - Master en physique, optique, photonique, ingénierie optique ou dans un domaine connexe. *Compétences techniques : - Optique instrumentale. - Simulation numérique et modélisation, en particulier avec MATLAB ou Python. - Traitement d'images et analyse de données. *Langues : - Anglais : C1 - Français (non requis mais apprécié)
*Education : - A Master's degree in Physics, Optics, Photonics, Optical Engineering. *Technical Skills : -Instrumental Optics -Numerical Simulation and Modeling, particularly using MATLAB or Python. -Image Processing and Data Analysis. *Languages: -English : C1 level -French (not required but appreciated)Additional InformationWork Location(s)Number of offers available 1 Company/Institute Université de Bordeaux Country France City TALENCE GeofieldWhere to apply WebsiteSTATUS: EXPIRED

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