Institut Fresnel

ERC Proof of concept - MultiPhase

Imagerie de Phase Multimodale

Date de début de projet : 01/11/2022
Date de fin de projet : 30/04/2024

Porteur : CNRS, Guillaume BAFFOU, équipe MOSAIC de l’Institut Fresnel

Résumé :
Les microscopies de phase quantitatives (QPM) ont connu un fort regain d’intérêt au cours de la dernière décennie, notamment pour des applications de bioimagerie. La cartographie de la phase d’un faisceau lumineux permet aux biologistes d’améliorer le contraste des cellules vivantes en culture, sans marquage fluorescent invasif. Elle permet également aux QPM de mesurer avec précision la biomasse des cellules vivantes observées par microscopie optique. Cette capacité, hors de portée de la microscopie par fluorescence, permet un contrôle précis du taux de croissance des cellules en culture.

L’interférométrie à décalage quadrilatéral (QLSI) est une technique de détection du front d’onde à haute résolution qui est utilisée comme QPM depuis 10 ans. Elle représente une QPM simple, mais robuste et précise, qui a déjà été appliquée non seulement en biologie, mais aussi en nanophotonique pour la première fois, par le PI, pour caractériser des objets tels que des nanoparticules, des matériaux 2D et des métasurfaces, ce qui élargit le champ d’application de la QLSI.

Cependant, comme toute autre technique QPM, la QLSI repose sur l’hypothèse que le champ lumineux imagé est scalaire. Si cette hypothèse convient à certaines applications, pour d’autres, elle entraîne une perte d’informations, car les QPM ne capturent pas toute l’information qu’un faisceau peut contenir.

Dans le projet MultiPhase, nous souhaitons étendre les capacités des QLSI en développant une méthodologie expérimentale permettant de récupérer les informations de polarisation du champ lumineux, en intensité et en phase. L’applicabilité de cette nouvelle méthodologie sera testée et illustrée en réalisant des expériences de preuve de concept liées à des applications en nanophotonique et en biologie. Enfin, un logiciel pour piloter le système sera développé.

Biographie : Guillaume Baffou est chargé de recherche CNRS et travaille au sein du groupe MOSAIC à l’Institut Fresnel (CNRS/AMU/Centrale Marseille). Agrégé de physique et ancien élève de l’Ecole Normale Supérieure de Cachan, après un doctorat à l’Université Paris-sud, il réalise un stage postdoctoral à l’ICFO (Barcelone) et rejoint le CNRS en 2010. Ses travaux de recherche portent sur l’utilisation de nanoparticules d’or sous illumination comme nanosources de chaleurs, et sur l’étude de phénomènes thermo-induits aux petites échelles dans divers domaines des sciences (physiques, chimie et biologie cellulaire). Il est l’auteur du livre Thermoplasmonics paru chez Cambridge University Press. Ses travaux de recherche ont été récompensés en 2015 par la médaille de bronze du CNRS.

 https://doi.org/10.3030/101101026

Contact : Guillaume BAFFOU