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Les nouveaux effets physiques de la photonique moderne sont le résultat de résonances engendrées ou modifiées par la structuration des matériaux : miroirs de Bragg, réseaux de diffraction, cristaux photoniques, métamatériaux, plasmonique et métasurfaces.Une modélisation simple de ces effets par un nombre réduit de paramètres effectifs homogènes nécessite d’imaginer de nouvelles […]

Suite à la proposition d’une cape biochimique pour le contrôle de la diffusion de drogues [Gue-5] (collaboration avec le CRCM à Marseille), des données expérimentales ont validé l’idée que des feuillets de graphène enrobés d’amino-acides peuvent servir de base à une cape qui non seulement tue des cellules tumorales (expériences […]

Analyse multi-échelle de milieux fortement diffusant : application au traitement d’eau potable. Ce projet concerne l’étude du processus de colmatage des matériaux membranaires polymériques de filtration d’eau potable par des techniques optiques, novatrices dans le domaine des procédés membranaires et des techniques de microscopie qui permettent une analyse multi-échelle des états […]

L’analyse de la lumière diffractée par des structures sub-longueur d’onde permet de reconstruire la forme et la composition de la structure. Cette reconstruction nécessite la combinaison d’une mesure ellipsométrique précise du champ diffracté, de calculs électromagnétiques rigoureux et d’une méthode d’inversion. Cette technique est depuis peu utilisée dans l’industrie de […]

  Analyse multi-échelle de milieux faiblement diffusant : application à l’étude de la transparence cornéenne Ce projet concerne le suivi de l’évolution de l’oedème cornéen à travers l’analyse de ses propriétés de diffusion et de ses modifications de structure. Cette approche consiste à lier, par la modélisation, deux techniques expérimentales […]

Probing the tissues in depth with elliptically polarized light Intrinsic Optical Imaging (image of the intrinsic contrasts, absorption and scattering) is a precious tool for the non invasive functional exploration of biological tissues.Based on a wide field illumination of the tissues and a macroscopic detection with a CCD/CMOS camera of […]

Photoacoustic tomography (PAT) is a multiwave imaging modality that potentially combines the high optical contrast brought by the optics and high spatial resolution by ultrasound probing. The interests in using this technique for biomedical sensing are growing since 1990s, and its applications are in breast cancer detection, small animal molecular […]

Inverse problems of various kinds were encountered by scientists for several centuries. However, one of the most dramatic developments that has proved the practical usefulness of this field of applied mathematics was the development of medical tomographic methods of imaging in 1970-ies. The emergence of CT and MRI clinical tomography […]

Multiscale analysis Inverse problems Coherent scattering and ellipsometry Atomic force microscopy Diffuse optical tomography Optical coherence tomography Contact : Laure Siozade-Lamoine & Julien Fade L’équipe dispose de plusieurs salles d’expérimentations, ouvertes pour des prestations de service, et pour répondre à vos besoins : – Analyse multi-échelle de volumes hétérogènes et […]

Activité portée par : C. Amra, M. Zerrad Collaborateurs internes : G. Soriano, S. Guenneau (Epsilon), H. Akhouayri (ILM) Délégations CNRS : Michel Belieud – Mathématicien LMGC – 2014-2015 Collaborateurs externes : M. Bellieud (LMGC), D. Veynante (EM2C), F. Enguehard (EM2C), N. Rolland (IEMN), M. Fryziel (IEMN) Doctorants : D. Petiteau (2012-2015, thèse DGA / CNRS), A. Alwakil (2015- 2018, […]

Principal investigators : Myriam Zerrad, Claude Amra Collaborateurs internes : A. Lereu (RCMO), F. Lemarchand (RCMO), J. Lumeau (RCMO), M. Lequime (CONCEPT)Collaborateurs externes : PSA groupe/Stellantis, OpenLab Stellab Automotive Motion Lab, J. A. Zapien (City University of Hong Kong), A. Passian (Oak Ridge National Laboratory), LAAS Toulouse (équipes ELIA et MICA), IM2NP (équipe Micro-capteurs et instrumentation)Doctorants : D. Niu (CIFRE […]

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Activité portée par : C. Amra, M. Zerrad, G. SorianoCollaborateurs internes : M. Lequime (CONCEPT)Collaborateurs externes : X. Orlik (ONERA DOTA), R. Bendoula (INRAE), D. Héran (INRAE)Post-Doctorants : Y. Abautret (m-era.net) Les théories électromagnétiques exactes sont naturellement irremplaçables pour étalonner les phénomènes de diffraction ou diffusion. Ceci suppose néanmoins que le code de calcul puisse disposer de suffisamment de mémoire, […]

Si la théorie perturbative (électromagnétique au premier ordre- faible rapport rugosité/longueur d’onde) est reine depuis les années 90 dans le domaine de la diffusion par les systèmes multicouches, il demeure néanmoins qu’elle est faillible dans certaines situations exceptionnelles auxquelles nous devons aujourd’hui faire face. En effet, cette théorie repose sur […]

Activité portée par : C. Amra, M. Zerrad, G. SorianoCollaborateurs internes : M. Lequime (CONCEPT)Collaborateurs externes : X. Orlik (ONERA DOTA), R. Bendoula (INRAE), D. Héran (INRAE)Post-Doctorants : Y. Abautret (m-era.net) Les théories électromagnétiques exactes sont naturellement irremplaçables pour étalonner les phénomènes de diffraction ou diffusion. Ceci suppose néanmoins que le code de calcul puisse disposer de suffisamment de mémoire, […]

Compte tenu des progrès et de la complexité des filtres interférentiels qui sont aujourd’hui constitués de plusieurs centaines de couches minces, nous avons entièrement redéveloppé et ré-implémenté la théorie perturbative (électromagnétique au premier ordre) des processus de diffusion dans les systèmes multicouches. Ce travail était absolument nécessaire pour améliorer des […]

La diffusion lumineuse reste aujourd’hui un facteur crucial qui limite les performances des systèmes optiques. Il s’agit ici de la quantité de lumière (élastique) qui n’est pas réémise dans les directions (spéculaires) de Snell/Descartes, et qui a pour origine les rugosités des interfaces et hétérogénéités de volume dans les substrats […]

Historiquement associée au thème des couches minces optiques, l’activité diffusion lumineuse a connu un regain d’intérêt considérable sur la dernière décennie, pour différentes raisons : – Les procédés de fabrication de filtres interférentiels ont bénéficié d’une rupture technologique qui autorise aujourd’hui la fabrication courante d’empilements présentant plusieurs centaines de couches […]

Principal investigator : Tilman Grünewald Biological materials exhibit outstanding mechanical properties and combine seemingly contradictory properties like strength and toughness together with intricate structural responses during growth and healing [1]. This is achieved by the intricate, hierarchical organization of biomaterials on the nanostructural and crystal structural level [2], the so-called […]

Principal investigator : Patrick Ferrand In the optical regime, ptychography is becoming a new competitive microscopy method mostly thanks to its capability to image quantitatively the phase shift introduced by the sample. We have established a vectorial formalism that allows to use ptychography even on anisotropic (e.g., birefringent, but not […]

Principal investigator : Virginie Chamard Biocrystallization involves extraordinary complex and regular biochemical processes where living organisms control the crystalline form and texture of their organo-mineral components. Although these crystals present a wide variety of shapes, associated to various organic materials, the observation of a nanoscale granular structure common to almost […]

Principal investigator : Virginie Chamard Imaging crystalline properties at the nano-scale In the x-ray range, focusing components have very limited performances. Therefore, solving the inverse problem is a relevant strategy, which allows (i) to reach high spatial resolution in spite of limited apertures, (ii) to obtain quantitative information of the […]

  RF coils, Metasurface and Metamaterials for Ultra High field & Ultra Low field MRI Informations coming soon

Lorenz-Mie theory : Even though the so-called “Mie” theory began more than 100 years ago with the seminal works of (Lorenz-1890, Mie-1908, and Debye-1909), it continues to be an important source of physical insights and calculational methods). The “Mie” theory provides an expression for the scattering of light by a homogeneous sphere […]

Tailoring LDOS & FRET with MS Time-Varying Metasurfaces   Information coming soon  

Singularity Expansion Method Topological singularities Normalization Physical bounds Informations Coming Soon

Strong coupling Quantum non linearity Photon wave function   Information coming soon

CRIGF High-Q optical cavities Structural colours, chirality All-dielectric metasurfaces Gratings for high-energy lasers   Informations Coming Soon…

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Dans la continuité des thématiques de recherche ouvertes par les travaux conduits lors de différentes thèses [1-4], nous souhaitons renforcer les compétences en électromagnétisme non-linéaire théorique et numérique. Il s’agit de poursuivre des travaux en photonique non-linéaire aussi bien dans le cadre d’approches “modales” afin de déterminer les solutions stationnaires […]

Ce sujet a pris naissance à l’Institut Fresnel au milieu des années 2000 lorsqu’il s’est agi d’aborder le problème délicat des quasi-modes, lesquels apparaissent dans l’étude des résonances des objets en milieu infini. Il se trouve qu’en quelque sorte le milieu infini apparaît comme un milieu à pertes et les […]

Fluorescence microscopy : Anne Sentenac – anne.sentenac@fresnel.fr Optical diffraction tomography : Guillaume Maire – guillaume.maire@fresnel.fr IFDDA : Patrick Chaumet – patrick.chaumet@fresnel.fr

Julien Lumeau, responsable de l’équipe RCMO Tel : +33 (0)4 91 28 83 78 Mobile : +33 (0)6 72 28 90 61 Email : julien.lumeau@fresnel.fr

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Hervé Rigneault, CNRS Research Director (DRCE)herve.rigneault@fresnel.fr Institut Fresnel – UMR 7249 Faculté des sciences de Saint Jérôme avenue Escadrille Normandie Niémen 13013 Marseille (France)

Graduate Students If you are passionate about applying the knowledge of physics to solve real world problems, such as creating new microscopes to image living cells, look through scattering tissues, or develop new optical tools to investigate molecular interaction at nano-scale. Or if you are a biologist decided to unravel […]

National collaborations Biology – Le Centre d’Immunologie de Marseille Luminy (CIML) (équipe Didier Marguet et Hai-Tao He) link – L’Institut de Biologie du Développement de Marseille Luminy (IBDM) (Equipe de Pierre-François Lenne) link – L’Institut de Neurobiologie de la méditerranée (Inmed) (équipe de Rosa Cossard) link – Le Centre de […]

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