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1. (WO2013144898) METHODS AND APPARATUS FOR IMAGING WITH MULTIMODE OPTICAL FIBERS
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Pub. No.: WO/2013/144898 International Application No.: PCT/IB2013/052493
Publication Date: 03.10.2013 International Filing Date: 28.03.2013
IPC:
F21V 8/00 (2006.01) ,G03H 1/00 (2006.01) ,G02B 6/028 (2006.01)
F MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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LIGHTING
V
FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Use of light guides, e.g. fibre optic devices, in lighting devices or systems
G PHYSICS
03
PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
H
HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
1
Holographic processes or apparatus using light, infra-red, or ultra-violet waves for obtaining holograms or for obtaining an image from them; Details peculiar thereto
G PHYSICS
02
OPTICS
B
OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS
6
Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
02
Optical fibre with cladding
028
with core or cladding having graded refractive index
Applicants:
ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE (EPFL); EPFL-TTO EPFL Innovation Park J CH-1015 Lausanne, CH
Inventors:
PAPADOPOULOS, Ioannis; CH
FARAHI, Salma; CH
MOSER, Christophe; CH
PSALTIS, Demetri; CH
Agent:
WEIHS, Bruno; ANDRE ROLAND SA P.O. Box 5107 CH-1002 Lausanne, CH
Priority Data:
PCT/IB2012/05150929.03.2012IB
Title (EN) METHODS AND APPARATUS FOR IMAGING WITH MULTIMODE OPTICAL FIBERS
(FR) PROCÉDÉS ET APPAREIL D'IMAGERIE AU MOYEN DE FIBRES OPTIQUES MULTIMODES
Abstract:
(EN) A multimode waveguide illuminator and imager relies on a wave front shaping system that acts to compensate for modal scrambling and light dispersion by the multimode waveguide. A first step consists of calibrating the multimode wave¬ guide and a second step consists in projecting a specific pattern on the wave¬ guide proximal end in order to produce the desire light pattern at its distal end. The illumination pattern can be scanned or changed dynamically only by chang¬ ing the phase pattern projected at the proximal end of the waveguide. The third and last step consists in collecting the optical information, generated by the sample, through the same waveguide in order to form an image. Known free space microscopy technique can be adapted to endoscopy with multimode waveguide, such as, but not limited to, fluorescence imaging or Raman spectros¬ copy or imaging, 3D linear scattering imaging or two-photon imaging. Super- resolution, i.e., resolution below the diffraction limit, is achieved for example but not limited to, using the STimulated Emission Depletion microscopy (STED) technique or the Structured Illumination Microscopy (SIM) technique or a stochastic illumination based method (PALM, STORM) in combination with the multimode waveguide imaging method.
(FR) L'invention concerne un illuminateur-imageur à guide d'ondes multimode s'appuyant sur un système conformateur de front d'onde qui agit de façon à compenser les effets d'un brouillage modal et d'une dispersion de la lumière par le guide d'ondes multimode. Une première étape consiste à étalonner le guide d'ondes multimode et une deuxième étape consiste à projeter un motif particulier sur l'extrémité proximale du guide d'ondes afin de produire le motif lumineux souhaité à son extrémité distale. Le motif d'illumination peut être balayé ou modifié dynamiquement uniquement en modifiant le motif de phase projeté à l'extrémité proximale du guide d'ondes. La troisième et dernière étape consiste à recueillir l'information optique, générée par l'échantillon, à travers le même guide d'ondes afin de former une image. Des techniques connues de microscopie en espace libre peuvent être adaptées à l'endoscopie à l'aide d'un guide d'ondes multimode, notamment de façon non limitative l'imagerie par fluorescence, la spectroscopie ou l'imagerie Raman, ou l'imagerie par dispersion 3D linéaire ou l'imagerie à deux photons. Une super-résolution, c.-à-d. une résolution inférieur à la limite de diffraction, est obtenue par exemple, de façon non limitative, en utilisant la technique de microscopie à décroissance par émission stimulée (STED), la technique de microscopie par illumination structurée (SIM) ou un procédé basé sur une illumination stochastique (PALM, STORM) en combinaison avec le procédé d'imagerie à guide d'ondes multimode.
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