Thèse Thèse Interdisciplinaire Développement d'Une Technique de Microscopie de l'Instrumentation au Traitement d'Image H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse
École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse
Laboratoire de recherche : CEMES - Centre d'Elaboration de Matériaux et d'Etudes Structurales
Direction de la thèse : Wolfgang BACSA
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-15T23:59:59

La microscopie optique sans marqueur se divise principalement en deux approches distinctes : la microscopie en champ lointain (limitée par la limite de diffraction) et la microscopie optique en champ proche (NSOM), qui contourne cette limitation en détectant les ondes évanescentes à quelques nanomètres de l'échantillon. Bien que la NSOM offre une super-résolution, elle le fait de manière intrusive. La région intermédiaire, où les mesures sont effectuées à des distances comparables à la longueur d'onde optique, reste relativement inexplorée.
Dans ce régime, l'interférence entre les ondes diffusées et les ondes incidentes (ou réfléchies) génère des motifs complexes. La microscopie optique à sonde par interférence (ISOM) exploite ces motifs d'interférence, combinés à des techniques de diffusion inverse, pour reconstruire l'échantillon imagé avec une grande fidélité.
Environnement de travail. La thèse sera réalisée dans le cadre d'une collaboration interdisciplinaire entre deux équipes de laboratoires toulousains : l'IRIT (informatique) et le CEMES (Centre d'élaboration de matériaux et d'études structurales). L'une des équipes, dirigée par E. Soubies, est spécialisée en imagerie computationnelle et en traitement d'image, tandis que l'autre, dirigée par W. Bacsa, se concentre sur la conception et l'amélioration des instruments optiques ainsi que sur les systèmes d'acquisition de données. Bien que la thèse se déroulera principalement au CEMES, des réunions régulières (hebdomadaires) seront organisées entre les deux équipes.

La microscopie optique sans marqueur se divise principalement en deux approches distinctes : la microscopie en champ lointain (limitée par la limite de diffraction) et la microscopie optique en champ proche (NSOM), qui contourne cette limitation en détectant les ondes évanescentes à quelques nanomètres de l'échantillon. Bien que la NSOM offre une super-résolution, elle le fait de manière intrusive. La région intermédiaire, où les mesures sont effectuées à des distances comparables à la longueur d'onde optique, reste relativement inexplorée.
Dans ce régime, l'interférence entre les ondes diffusées et les ondes incidentes (ou réfléchies) génère des motifs complexes. La microscopie optique à sonde par interférence (ISOM) exploite ces motifs d'interférence, combinés à des techniques de diffusion inverse, pour reconstruire l'échantillon imagé avec une grande fidélité.

Établir une nouvelle méthode de microscopie optique dans les nanosciences.

Améliorer l'instrument actuel, intégrer la reconstruction numérique à l'instrument, développer et établir une nouvelle méthode de détection optique, puis l'appliquer à des matériaux structurés à l'échelle nanométrique.

Nous recherchons un doctorant ou une doctorante doté(e) de compétences interdisciplinaires en optique, instrumentation et imagerie computationnelle. La personne retenue développera l'ISOM, permettant la microscopie optique à super-résolution en temps réel. Cet objectif ambitieux nécessitera à la fois l'amélioration et l'innovation du montage existant (optique) et des instruments, ainsi que le développement de méthodes de reconstruction de pointe (imagerie computationnelle). Le projet est financé par la Mission pour les initiatives transverses et interdisciplinaires (MITI) du CNRS.