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Auto-reconstruction et analyse du bruit dans les images de Talbot

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L’effet Talbot est un phénomène fascinant en optique cohérente : lorsqu’on éclaire un objet périodique (par ex. un réseau) par une onde plane, des images exactes de l’objet se reforment à des distances bien définies de l’objet de départ. L’explication théorique de cet effet repose simplement sur les propriétés de la fonction de transfert de l’espace libre (diffraction de Fresnel).

Une propriété spectaculaire de l’effet Talbot est que lorsqu’on bouche des ouvertures dans le plan de départ (l’objet n’est donc plus strictement périodique), les images de Talbot retrouvent pourtant la périodicité initiale. Cette propriété d’auto-reconstruction (ou « self-healing ») a trouvé des applications dans le domaine temporel pour la restauration de signaux d’horloges (« clock signal recovery »). Nous nous sommes intéressés récemment à l’explication théorique de cet effet et avons montré que l’absence d’ouvertures dans le réseau de départ se traduit par un filtrage fréquentiel de type coupe-bande dans les images de Talbot. Nous souhaitons vérifier cette prédiction en mettant au point des expériences d’effet Talbot permettant d’analyser le spectre des images de Talbot individuelles. Un deuxième volet de ce stage sera l’analyse des propriétés de bruit dans les images de Talbot et plus spécialement dans le cadre de l’amplification d’images. L’amplification d’images est une généralisation de l’effet Talbot, qui permet de multiplier la période de l’objet de départ en gardant constante la taille des motifs. Etant donné que l’effet Talbot conserve l’énergie, les images produites de cette façon sont plus intenses que les images de départ. Or, l’étude théorique des propriétés de bruit dans ces images montre que l’amplification d’images par effet Talbot est un processus intrinsèquement moins bruité qu’une moyenne conventionnelle sur les images de départ. Là encore, nous souhaitons vérifier ces prédictions par des mesures expérimentales.

Le stage consistera à réaliser des expérimentations d’optique spatiale, à interpréter les phénomènes observés ainsi qu’à relier ceux-ci aux modèles théoriques. Ce stage, principalement expérimental, s’adresse à un(e) étudiant(e) de M1/M2 ayant un fort intérêt pour l’optique fondamentale.

Ce stage se déroulera au Laboratoire Interdisciplinaire de Physique, à Saint Martin d’Hères (Grenoble). L’encadrement sera assuré par Côme Schnébelin (doctorant) et Hugues Guillet de Chatellus (chercheur CNRS).

Contact :

hugues.guilletdechatellus@univ-grenoble-alpes.fr

Auto-Reconstruction