Endoscopie à haute résolution par fibres optiques ultra-minces

12 février 2016, 19:28
Endoscopie à haute résolution par fibres optiques ultra-minces
Endoscopie à haute résolution par fibres optiques ultra-minces
Pour les médecins, l’examen visuel de nos cavités profondes par endoscopie s’apparente parfois à de la spéléologie à la bougie. Entendez par là que les images obtenues ne sont pas toujours d’une grande netteté. Cela pourrait changer grâce à une collaboration entre scientifiques de différents instituts. Les chercheurs de ces équipes sont en effet parvenus à focaliser la lumière de fibres optiques sans recourir à des lentilles, en utilisant une technique avancée de contrôle de front d’onde.
 
La meilleure résolution actuelle des endoscopes à fibre optique est de 1 micron, une valeur insuffisante pour distinguer les détails des tissus cellulaires et autres cavités à orifice étroit. Certains endoscopes sont constitués d’un faisceau de fibres optiques, chaque fibre représentant un pixel. Ces faisceaux ont souvent un diamètre assez gros, de l’ordre du millimètre. Les endoscopes qui utilisent des fibres multimodales donnent de meilleurs résultats et peuvent avoir un diamètre beaucoup plus fin, environ 0,1 mm. La résolution de ces fibres est principalement limitée par le fait que la lumière n'est transmise que le long de l’axe de la fibre. La lumière qui pénètre avec un faible angle d’incidence peut être transmise par réflexion le long des parois de la fibre, mais dès que l’angle dépasse une certaine valeur, la lumière n’est plus réfléchie et traverse les parois. Les chercheurs ont montré qu’il était possible de s’affranchir de cette contrainte en utilisant des fibres à cristal photonique.

Le cœur des fibres optiques à saut d’indice est entouré d’une gaine constituée de différents matériaux dont l’indice de réfraction est choisi de façon à ce que la lumière se propage le long de la fibre par réflexions successives. La gaine des fibres à cristal photonique n’est quant à elle constituée que d’un seul matériau. Ici ce sont les poches d’air qui ont été incorporés dans le matériau qui déterminent les propriétés physiques de la fibre. C'est en taillant sur mesure une telle structure de gaine que les chercheurs ont conçu une fibre à cristal photonique de 0,52 µm de diamètre capable de focaliser la lumière d’un laser rouge.

Ce résultat ouvre la voie à la fabrication d’endoscopes à haute résolution, qui pourraient par exemple être insérés dans des vaisseaux sanguins aussi fins qu’un cheveu. [HM]
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