Tomographie par diffraction optique

Il existe un intérêt considérable pour le développement de microscopes optiques offrant une résolution latérale inférieure au critère de Rayleigh habituel, λ/(2NA), où λ est la longueur d’onde de l’éclairage et NA est l’ouverture numérique du système d’imagerie, tout en conservant la commodité de l’éclairage et de la collecte en champ lointain.

Parmi les diverses méthodes pour améliorer la résolution, il a été proposé d’éclairer l’échantillon avec de nombreuses illuminations structurées, notamment des ondes stationnaires, et de combiner les différentes images par des opérations arithmétiques simples. Cette technique est très proche de la tomographie par diffraction optique (ODT), dans laquelle l’échantillon est éclairé sous divers angles d’incidence, la phase et l’intensité du champ diffracté en champ lointain sont détectées le long de plusieurs directions d’observation, et une procédure numérique est utilisée pour reconstituer la carte de la distribution de permittivité de l’objet à partir des données en champ lointain. Des études expérimentales et théoriques ont montré que l’utilisation de plusieurs illuminations permet de dépasser la limite de diffraction classique d’un facteur de deux.

Dans toutes les techniques de microscopie utilisant plusieurs illuminations successives, il est nécessaire d’utiliser une procédure numérique pour combiner les différentes images et extraire la carte de la distribution de permittivité relative de l’objet à partir du champ diffusé en champ lointain. En général, on suppose que l’objet est un diffuseur faible, de sorte qu’il existe une relation linéaire entre le champ diffusé et la permittivité relative de l’objet, c’est-à-dire que l’on suppose que l’approximation de Born est valide. Dans ce cas, la limite de résolution transversale peut être déduite de considérations simples sur la portion de la sphère d’Ewald couverte par l’expérience. Elle est limitée par λ/2(ni+nd) pour les configurations dans lesquelles les ondes incidentes se propagent dans un milieu d’indice de réfraction ni, tandis que les ondes diffractées se propagent dans un milieu d’indice de réfraction nd.

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