Imagine Optic

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Imagine Optic
logo de Imagine Optic
Logo d'Imagine Optic

Création 1996
Forme juridique Société anonyme
Siège social Orsay
Drapeau de France France
Activité Métrologie optique
Produits Analyseur de front d'onde et Optique adaptative
Site web [1]

Chiffre d'affaires 3-4 M€

Imagine Optic est une entreprise française innovante dont le cœur de métier est l’optique dédiée à la précision de mesure. La maison mère se trouve à Orsay au sud-est de Paris au sein de l’Opticsvalley.

Imagine Optic est l'un des leaders mondiaux de l’analyseur de front d’onde et de l’optique adaptative[1]. Cofondée par Samuel Bucourt et Xavier Levecq en 1996, elle propose une large gamme de systèmes permettant d’optimiser le fonctionnement des lasers de puissance, d’améliorer les performances des microscopes ou encore d’assurer un contrôle de la qualité optique de composants ou d’instruments optiques comme les télescopes spatiaux.

L’offre d’Imagine Optic est axée sur 3 principales briques technologiques : les analyseurs de front d'onde (type Shack-Hartmann, nommés HASO), des miroirs déformables à actionneurs électromagnétiques et mécaniques (respectivement Mirao et ILAO) ; les logiciels de métrologie (WaveSuite) et d’optique adaptative (WaveTune, PHARAO et WakeKit). Ces briques sont complétées par un savoir-faire complet et par des systèmes tels que MicAO pour des applications en imagerie médicale. En 2005, l’entreprise a donné naissance à Imagine Eyes, spécialiste dans les applications ophtalmiques de la mesure de front d’onde et de l’optique adaptative. Puis Imagine Optic a créé des filiales et bureaux en Espagne (COSINGO, depuis 2008), USA (Imagine Optic inc, depuis 2010) et en Chine (depuis 2012).

Histoire[modifier | modifier le code]

En 1996 la combinaison de l’expertise et du savoir-faire de Samuel Bucourt et Xavier Levecq a donné naissance à une idée originale d’améliorer la méthode de mesure de la phase dite de Shack-Hartmann et ainsi de proposer une nouvelle génération d’instruments.

  • En 1999 Imagine Optic a créé une ligne de détecteur de front d’onde HASO™ Shack-Hartmann offrant une mesure absolue, de grande précision et de large dynamique, capable de mesurer dans la partie visible du spectre lumineux.

Un analyseur de front d'onde Shack-Hartmann est un instrument permettant de mesurer la forme d'une surface d'onde grâce à une matrice de microlentilles couplé à un capteur CCD. Le front d’onde est échantillonné par la matrice de microlentilles qui génère un des points de focalisation dont la localisation indique les pentes locales du front d’onde. Une série d’algorithmes permet de reconstruire la surface d’onde.

  • Grâce à cet instrument de grande précision, Imagine Optic a participé à de nombreux grands projets comme celui de la plateforme de boucle d’optique adaptative pour le projet de Laser mégajoule (LMJ) et le projet de Séparation isotopique par laser sur vapeur atomique (SILVA). Des systèmes ont également été réalisés pour le Laboratoire d'optique appliquée (LOA, École polytechnique (France)) et Hamamatsu.
  • En 2000, l’entreprise élargit sa gamme de produit à l’HASO NIR (proche infrarouge) pour satisfaire des applications dans le domaine des télécommunications ; puis vers les basses longueurs d’onde avec l’HASO UV pour des applications dans la bande spectrale des ultra-violets.
  • Depuis le début des années 2000 Imagine Optic travaille sur la réalisation de détecteurs de front d’onde fonctionnant dans les rayons X dits mous (1-80 nm). En 2002, des collaborations avec LIXAM, SOLEIL, LOA and CXRO (Centre de rayons X à Berkeley) ont été menées pour développer des détecteurs HASO EUV dédiées à la photolithographie et aux applications synchrotron.
  • En 2003 Imagine Optic crée une autre entreprise, Imagine Eyes qui s’appuie sur le savoir-faire des leaders en optique adaptative pour l’appliquer aux diagnostics ophtalmiques et à l’imagerie rétinienne.
  • En 2007 le développement du miroir déformable Mirao par Imagine Eyes permet à Imagine Optic de répondre aux besoins des applications en imagerie biomédicale et en microscopie à fluorescence en proposant un kit d’optique adaptative (l’AO Kit), système optique qui permet à l’utilisateur une liberté d’utilisation et du sur mesure.
  • En 2012, Imagine Optic lance sa ligne de produit MicAO qui repose sur le miroir déformable Mirao 52e et offre un système qui s’adapte sur de nombreux microscopes du commerce (MicAO 3DSR pour PALM/STORM et MicAO SD pour la microscopie spinning disk).
  • En 2011 Imagine Optic introduit ILAO premier miroir déformable dédié aux applications la-sers se basant sur des actionneurs mécaniques.
  • En 2014 Imagine Optic propose le miroir déformable ILAO STAR qui peut atteindre de très grandes dimensions (plusieurs centaines de mm de diamètre) pour répondre à la demande des lasers ultra-intenses. Cette 2ième génération de miroirs déformables utilisent les actionneurs entièrement développés par Imagine Optic.


Applications[modifier | modifier le code]

Metrologie Optique[modifier | modifier le code]

Les détecteurs de front d’onde Shack-Hartmann sont utilisés pour la caractérisation et l’alignement de composants et systèmes optiques ainsi que la caractérisation de source. Ces détecteurs permettent de mesurer indépendamment l’amplitude et la phase d’onde électromagnétique et ainsi de fournir respectivement des profils d’intensité et de front d’onde. La mesure absolue de front d’onde est très utile dans différentes applications et reste un paramètre clés en métrologie optique.

La métrologie optique par analyse de front d’onde est devenue au fil des années une bonne alternative aux techniques interférométrie, notamment dans le contrôle de process.


Laser de haute puissance et ultra haute intensité[modifier | modifier le code]

Les lasers de hautes puissances sont maintenant communément utilisés dans différents domaines de recherche incluant les rayons X, l’accélération de champ de transition (wakefield), la génération de protons, la fusion inertielle de confinement pour laquelle les lasers peuvent atteindre des densités de l’ordre de 1kW/cm2 sur la cible. Pour atteindre une telle puissance sur la cible, le laser doit passer au travers différentes étages d’amplification grâce à des composants optiques de larges diamètres. Ces étages d’amplification génèrent des effets thermiques et des aberrations optiques qui distordent le front d’onde et par conséquent affectent la qualité de focalisation. L’intensité du faisceau sur a cible est de fait diminuée. La phase ainsi que la forme du faisceau altéré sont corrigées grâce à un miroir déformable. Grâce à cette correction par l’optique adaptative, la focalisation optimum sur la cible grâce est atteinte[2],[3]. Les systèmes d’optique adaptative sont aujourd’hui incontournables sur les plateformes des lasers de hautes puissances. Imagine Optic a renforcé son savoir-faire sur des miroirs déformables en proposant une solution complète sous la ligne de produit ILAO STAR qui s’appuie sur une technologie d’actionneurs mécaniques. Les miroirs déformables ILAO STAR démontrent une excellente qualité optique, une large capacité de correction et une grande stabilité pour une maintenance simple ; idéal pour des systèmes de lasers de hautes puissances. Ces miroirs peuvent être réalisés sur une grande gamme de tailles et leur nombre d’actionneurs est optimisé en fonction des fronts d’ondes à corriger.

Imagerie biologique et microscopie[modifier | modifier le code]

L’optique adaptative permet une amélioration significative de l’image pour des applications d’imagerie biologique. En microscopie, les composants optiques du microscope (lentilles et miroirs essentiellement) ainsi que l’échantillon biologique en lui-même génèrent des aberrations. Grâce aux solutions d’Imagine Optic, l’utilisateur peut s’affranchir de ces aberrations, améliorer le contraste et la résolution de l’image, ou encore faire de l’imagerie en profondeur. Les bénéfices de cette technologie ont été démontrés pour la microscopie à super-résolution (PALM, STORM) [4],[5] ainsi que pour le spinning disk [6]. Des travaux de recherche et développement sont en cours pour apporter des solutions en microscopie de fluorescence en champ large:

Métrologie des lignes de lumière, sources et optiques dans le rayonnement ultraviolet extrême (UVE) et les rayons X[modifier | modifier le code]

Les avancées en termes de puissance de faisceau dans le domaine X/UVE permises par les grands instruments de type Synchrotrons ou laser à électrons libres (FEL) ont permis un grand nombre de découvertes liées à l’interaction lumière-matière, à des échelles non permises dans le domaine de la lumière visible. Par ailleurs de nouveaux types de sources moins complexes de mise en œuvre comme les sources à plasma ou la génération d’harmoniques d’ordre élevé par laser femtoseconde donnent un accès de plus en plus aisé à ce type de recherche. Aux longueurs d’onde X/UVE, les exigences sur la qualité des optiques ainsi que sur leur alignement sont bien plus élevées que dans le domaine visible. La complexité de mise en œuvre et les contraintes d’usage des grands instruments nécessitent des solutions simples de mesure et d’optimisation. Parmi les pionniers du domaine, Imagine Optic propose des analyseurs de front d’onde dans le domaine EUV, permettant de mesurer avec une extrême précision la qualité optique d’un faisceau, et ainsi de réaliser simplement un alignement optimal. Optimisés sur une gamme d’énergie de 30 à 300 eV (4 à 40nm), ces analyseurs, basés sur une technologie propriétaire permettant une grande résolution spatiale, et peuvent être adaptés à d’autres gammes d’énergies. Imagine Optic propose aussi des bancs de métrologie dédiés à l'optique en rayons X offrant des précisions de mesure sans contact inégalées: typiquement de l’ordre lambda/2000 en environnement contrôlé! Enfin, dans l’objectif d’optimiser l’efficacité des lignes de lumière et sources X, Imagine réalise l’interfaçage de ses solutions de métrologie aux composants de corrections du front d’onde – comme les optiques déformables, pour optimiser l’efficacité de focalisation des faisceaux.

Liens externes[modifier | modifier le code]

Références[modifier | modifier le code]

  1. Shack-Hartmann
  2. HIGH INTENSITY LASERS - Description, issues and state of-the-art
  3. Central Laser Facility - Adaptive optic developments for the Astra Gemini target area
  4. I. Izeddin et et al, « PSF shaping using adaptive optics for three-dimensional single-molecule super-resolution imaging and tracking », Opt. Express, vol. 20,‎ , p. 4957–4967 (DOI 10.1364/OE.20.004957)
  5. K. F. Tehrani et et al, « Adaptive optics stochastic optical reconstruction microscopy (AO-STORM) using a genetic algorithm », Opt. Express, vol. 23,‎ , p. 13677–13692 (DOI 10.1364/OE.23.013677)
  6. V. Fraisier et et al, « Adaptive optics in spinning disk microscopy : improved contrast and brightness by a simple and fast method », J. Microsc, vol. 259,‎ , p. 219–227 (DOI 10.1111/jmi.12256)
  7. N. Olivier et et al, « Dynamic aberration correction for multiharmonic microscopy », Opt. Lett., vol. 34,‎ , p. 3145–3147 (DOI 10.1364/OL.34.003145)
  8. R. Aviles-Espinosa et et al, « Measurement and correction of in vivo sample aberrations employing a nonlinear guide-star in two-photon excited fluorescence microscopy », Biomed. Opt. Express, vol. 2,‎ , p. 3135 (DOI 10.1364/BOE.2.003135)
  9. R. Jorand et et al, « Deep and clear optical imaging of thick inhomogeneous samples », PLoS ONE, vol. 7,‎ , e35795 (PMID 22558226, PMCID 3338470, DOI 10.1371/journal.pone.0035795)
  10. B. Thomas et et al, « Enhanced resolution through thick tissue with structured illumination and adaptive optics », J. Biomed. Opt., vol. 20,‎ , p. 026006 (DOI 10.1117/1.JBO.20.2.026006)