Optique instrumentale

Optique instrumentale
Alexandra FRAGOLA
Samuel GRESILLON
Plan
I. Introduction:
propagation d’une onde électromagnétique, filtrage
spatial
II. Système optique standard :
le Microscope classique
III. Microscopie de fluorescence
Filtrage spectral
IV. Méthodes d’Imagerie contemporaines
Microscopie confocale, illumination structurée
V. Vaincre la limite de résolution
Super-résolution et champ proche

Le domaine électromagnétique
Propagation-Diffraction
Propagation d’une onde électromagnétique
• Développement en ondes planes
= spectre angulaire
• Propagation= filtre passe bas des fréquences
spatiales
• Instrument d’Optique est caractérisé par sa
fonction de transfert optique (FTO)
i(x,y)= o(x,y) !h(x,y)
I(u,v)= O(u,v) . FTO(u,v)

Limite de résolution
II. Un instrument d’optique
standard : le microscope classique
1. L’œil
2. Microscopie, principe
3. Historique
4. Fréquence spatiale et résolution
5. Contrastes spécifiques: phases et interférences

Exemple d’association de système optique : l’oeil
• ensemble de milieux transparents constituant un système convergent
• un diaphragme d ’ouverture variable : la pupille
• un système de mise au point en fonction de la distance : le cristallin
• un récepteur sensible à la lumière : la rétine
Oeil = système optique complexe, comprenant :
cornée
humeur
aqueuse
pupille
vitré
cristallin
procès ciliaires
procès ciliaires
muscles ciliaires
muscles ciliaires
zonul
e
zonule
iris
iris
rétine
macul
a
lutea
nerf
optique
axe visuel
axe optique
ou géométrique
Que peut-on voir à l’oeil nu ?
"min = 5.10-4 rad (limite angulaire de résolution)
dmin = 250 mm (distance minimale d’accommodation)
ABmin = 125 !m
"
A
B
d
# nécessité d’un instrument optique qui grossit

II. Un instrument d’optique
standard : le microscope classique
1. L’œil
2. Microscopie, principe
3. Historique
4. Fréquence spatiale et résolution
5. Contrastes spécifiques: phases et interférences
- Un rayon passant par le centre de la lentille n’est pas dévié
- Un rayon parallèle à l’axe optique sort de la lentille en passant par
le foyer image F’
- Un rayon passant par le foyer objet F sort en parallèle à l’axe optique.
- Si deux points sont conjugués, tout rayon issu d’un de ces points
passe par l’autre point.
F’
FO
A
B
A’
B’
B
FF’ O
AA’
B’
Image réelle:
située après le système optique
Projetable et visible sur un écran
Image virtuelle:
située avant le système optique
visible à l’oeil
Règles de construction géométrique