Julien Fade, Institut FOTON

Accueil › Animation Scientifique › Julien Fade, Institut FOTON


Modeling of light depolarization : examples of theoretical and experimental approaches

The next seminar of the theme « Information processing - Random waves » will take place Friday February 1st, at 11:00 in the Pierre Cotton’s room.
Julien Fade from Institut FOTON (Rennes), will give a talk on "Modeling of light depolarization : examples of theoretical and experimental approaches". The seminar will be preceded by a coffee break at 10h45, also in Pierre Cotton.


Abstract :
La compréhension des mécanismes de dépolarisation et leur implication sur la mesure expérimentale des propriétés de dépolarisation continue de questionner la communauté de l’imagerie polarimétrique. Au-delà de l’intérêt fondamental, ces questionnements peuvent aboutir à la définition de nouveaux paramètres, ou critères, permettant de caractériser les matériaux/échantillons, notamment en imagerie biologique.
Dans cet exposé, je tenterai de présenter un aperçu cohérent des travaux menés au sein de l’équipe DOP-Institut FOTON, tant du point de vue de la modélisation que des techniques expérimentales. En particulier, on montrera comment l’utilisation de formalismes polarimétriques différentiels (Jones stochastique ou Mueller) permettent de proposer des "métriques" de dépolarisation non-standard [1,2], indépendantes de la transformation polarimétrique principale (déterministe) imposée par un élément optique ou un échantillon. On verra qu’elles permettent également de démontrer un principe d’irréversibilité des transformations dépolarisantes [1]. Cette partie théorique sera illustrée sur un exemple de modélisation stochastique d’un mécanisme de dépolarisation particulier, où la transition entre un comportement déterministe et un comportement dépolarisant peut être simplement appréhendée [3].
Dans un second temps, on rappellera rapidement comment l’utilisation de sources laser bi-fréquence bi-polarisation permet de mesurer certaines propriétés polarimétriques des matériaux/échantillons imagés, de façon directe et instantanée (« Orthogonality Breaking sensing »). On détaillera surtout une approche expérimentale proposée récemment [4] permettant de générer des états lumineux partiellement polarisés dont le degré de polarisation est contrôlé précisément. En optimisant convenablement ces sources, on serait capable de simuler expérimentalement le résultat de mécanismes de dépolarisation non-standards (anisotropes, notamment), ce qui pourrait fournir un outil expérimental pour "tester" les métriques de dépolarisation non classiques proposées récemment [1,5].

References
[1] Fade J., Ortega-Quijano N., « Differential description and irreversibility of depolarizing light-matter interactions », Journal of Optics, 18, 125604 (2016).
[2] Ortega-Quijano, N., Marvdashti, T., Bowden, A. K. E. « Enhanced depolarization contrast in polarization-sensitive optical coherence tomography ». Optics letters, 41, 2350-2353 (2016).
[3] Ortega-Quijano N., Fade J., Roche M., Parnet F., Alouini M., « Orthogonality-breaking sensing model based on the instantaneous Stokes vector and the Mueller calculus », Journal of the Optical Society of America A, 33, 434-446 (2016)
[4] Ortega-Quijano N., Fade J., Parnet F., Alouini M., « Generation of coherent light beam with precise and fast dynamic control of the state and degree of polarization », Optics Letters, 42 (15), 2898-2901(2017).
[5] Réfrégier, P., Goudail, F., Kullback relative entropy and characterization of partially polarized optical waves. JOSA A, 23(3), 671-678 (2006).

Contact :
Julien Fade
Institut FOTON - équipe DOP
UMR 6082
Université Rennes 1