Academic literature on the topic 'Réflexion interne (Spectroscopie)'

Les ondes térahertz s’étendent de 0.1 à 10x1012 Hz, à la frontière entre les domaines de l’optique et des radiofréquences. Cette position intermédiaire originale en a longtemps rendu l’accès difficile : les technologies térahertz n’ont pris leur essor qu’au cours des années 90. Le domaine n’a pas encore atteint la maturité des domaines des microondes ou de l’infrarouge qui le jouxtent. Cependant, les motivations exploratoires sont fortes, de par la sensibilité spectroscopique du térahertz aux états moléculaires (rotationnels, vibrationnels..) et aux liaisons faibles établies dans et entre les molécules. Dans le cas des objets biologiques, le térahertz est particulièrement sensible à l’eau : sa quantité, son état physico-chimique et ses solutés.Nous avons mis en œuvre un montage d’imagerie en réflexion interne totale atténuée (ATR) pour pouvoir distinguer des cellules vivantes de leur milieu physiologique. Au cours de ce travail, le montage d’imagerie ATR a été caractérisé théoriquement, puis expérimentalement. La première démonstration de l’origine du contraste sur ces images térahertz a été réalisée. Il provient du contenu intracellulaire, plus spécifiquement des protéines et peptides dissouts dans le cytoplasme.Une analyse fine des mécanismes sous-jacents à la nature protéique du contraste térahertz a également été développée. Elle donne accès à des informations spectroscopiques inédites sur l’eau, les protéines dissoutes et la couche de solvatation les entourant.Mettant à profit cette compréhension de notre montage térahertz, nous l’avons proposé comme outil non invasif de suivi quantitatif de la perméabilisation de cellules en conditions physiologiques. Lors de la perméabilisation, augmentation des transferts moléculaires à travers la membrane, notre outil permet de quantifier le passage des peptides et protéines. La perméabilisation de cellules vivantes a une gamme d’application vaste, de l’entrée de fluorochromes pour l’imagerie ou de médicaments à la thérapie génique. Afin d’assurer ces passages à travers la membrane des cellules, il est nécessaire d’altérer ses propriétés, sans pour autant compromettre la viabilité cellulaire. L’étude de deux types de perméabilisation avec notre outil térahertz est proposée : la perméabilisation chimique et l’électroporation. Dans les deux cas, des mécanismes d’effet dose ont été caractérisés quantitativement. Notre outil térahertz a démontré de grands avantages devant les méthodes actuellement utilisées pour quantifier ces dynamiques de perméabilisation et en caractériser la réversibilité
Lying between 0.1 to 10x1012 Hz, the terahertz radiation occupies a middle ground between microwaves and infrared light waves, sometimes named “the terahertz gap” for technologies relevant to generation and detection have only risen at the beginning of the 90’s and aren’t fully developed yet. Nevertheless, there are strong exploratory incentives because of terahertz spectroscopic sensitivity to molecular states (rotational, vibrational…) and weak bounds in and between molecules. In the case of biological object, terahertz waves are especially sensitive to water: its quantity, physico-chemical state and solutes. We implemented an Attenuated Total internal Reflection (ATR) imaging setup in order to distinguish live cells from their physiological bathing medium. Throughout this work, we characterized both experimentally and experimentally the ATR setup. The first demonstration of the contrast origin in the terahertz images obtained was done. It arises from the intracellular content, more specifically the proteins and peptides dissolved in the cytoplasm.A precise analysis of the underlying mechanism of this proteinaceous terahertz contrast has also been developed. It gives access to original spectroscopic information about water, dissolved proteins and the hydration shell around them.Taking advantage of our whole setup comprehension, we proposed it as a non-invasive tool for quantitative live-cell permeabilization assessment in physiological conditions. During permeabilization, aka increased molecular transfers through the cell membrane, our tool allows to quantify the transfer of peptides and proteins. Live-cell permeabilization has a large application range, from fluorochrome entry in imaging, to drugs or gene therapy. In order to ensure molecules crossing the cell membrane, it’s necessary to alter its properties without compromising cell viability.A study of two permeabilization methods is proposed: chemical permeabilization and electroporation. In both cases dose effect mechanisms were quantitatively characterized. Our terahertz tool demonstrated great advantages over classical permeabilization quantification methods and permeabilization reversibility assessment methods

L’imagerie directe des exoplanètes reste difficile en raison du contraste élevé et de la faible séparation angulaire entre l'étoile et la planète. Cela nécessite de supprimer l'éblouissement dû à l'étoile et de s'assurer que la lumière faible de la planète n'est pas noyée au milieu de divers bruits. La détection dépend de la maturité des techniques et des algorithmes utilisés, tout en tenant compte des compromis importants sur le contraste brut, la résolution angulaire et la transmission. L'une de ses composantes clés est l'utilisation de coronagraphes - des instruments ayant pour seul but de bloquer/réduire la lumière provenant de l'étoile. Ce travail présente un nouveau type de coronographe de Lyot, inventé par le Dr Yves Rabbia, qui repose sur le principe de la réflexion interne totale frustrée (FTIR) pour supprimer la lumière de l'étoile. Ce coronographe est appelé Evanescent Wave Coronagraph (EvWaCo) en raison de sa nature : son masque au plan focal, comprenant une lentille et un prisme, réfléchit la source hors axe (planète) et transmet la source sur l'axe (étoile) à l’aide des ondes évanescentes. Cette thèse vise à fournir au lecteur les bases qui mettent en évidence les trois principaux avantages d'EvWaCo : i) le masque est intrinsèquement achromatique, ii) la taille du masque est ajustable en modifiant la pression entre la lentille et le prisme, et iii) à la fois la lumière stellaire et la lumière planétaire peuvent être collectées simultanément pour une détection de front d'onde de bas ordre et un centrage approprié de l’étoile. Les performances d'EvWaCo sont évaluées à travers des expériences en laboratoire, puis comparées à des simulations numériques. Les résultats expérimentaux montrent un contraste brut égal à quelques 10-4 à 3 ��/�� sur toute la bande I (��c = 800 nm, ∆��/�� ≈ 20%) et à 4 ��/�� sur toute la bande R (��c = 650 nm, ∆��/�� ≈ 23%). Les simulations confirment la capacité de rejet achromatique d'EvWaCo, montrant un contraste brut de 10-4 à la même distance radiale sur les deux bandes spectrales. Cette thèse se conclut sur un bilan de l’état du banc développé et les perspectives futures
Direct imaging of exoplanets remains challenging due to the high contrast and the small angular separation between the star and the planet. It requires suppressing the blinding glare from the star and ensuring that the planet's faint light is not buried deep in various noises. Successful detection depends on the technological readiness and maturity of techniques and algorithms employed while considering the significant trade-offs on raw contrast, inner working angle, and throughput. One of its key components is the use of coronagraphs – instruments with the sole purpose of blocking/reducing the light from the star. This work presents a new type of Lyot coronagraph, invented by Dr. Yves Rabbia, that relies on the frustrated total internal reflection (FTIR) principle to suppress the starlight. This coronagraph is aptly called the Evanescent Wave Coronagraph (EvWaCo) owing to its nature that its focal plane mask, comprising a lens and a prism, reflects the off-axis source (planet) and transmits the on-axis source (star) by capturing the evanescent waves. This thesis aims to provide the reader with the groundwork that highlights EvWaCo's three main advantages: i) the mask is inherently achromatic, ii) the size of the mask is adjustable by changing the pressure between the lens and the prism, and iii) both the stellar light and the planet light can be collected simultaneously for low-order wavefront sensing, and proper stellar light centering. The performance of EvWaCo is assessed through experiments in a laboratory and then compared to numerical simulations. The experimental results show a raw contrast equal to a few 10-4 at 3 ��/�� over the full I-band (��c = 800 nm, ∆��/�� ≈ 20%) and at 4 ��/�� over the full R-band (��c = 650 nm, ∆��/�� ≈ 23%). The simulations confirm the achromatic rejection capability of EvWaCo as it showed a raw contrast of 10-4 at the same radial distance over both bandpasses. This thesis concludes with the status of its testbed and future perspectives