Équipe

Équipe de recherche




Denis Brousseau PhD, professionnel de recherche


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3145
Téléphone: 418-656-2131 poste 404646
denis.brousseau@copl.ulaval.ca
Linkedin

Expertise: Design optique, métrologie, instrumentation astronomique, optique adaptative

Denis Brousseau a obtenu son doctorat en physique à l'Université Laval en 2008, sous la direction du professeur Ermanno F. Borra. Après son doctorat, il s'est joint à la Chaire de recherche industrielle du CRSNG en conception optique à l'Université Laval en tant que professionnel de recherche sous la direction du professeur Simon Thibault, titulaire de la chaire. Il effectue des travaux de conception optique à caractère scientifique ou industriel et participe aux activités de recherche de la Chaire. En instrumentation astronomique, il a participé à la conception, l'assemblage et a réalisé les tests des composantes optiques de SITELLE et de SPIRou, deux instruments du télescope Canada-France-Hawaii. Il a développé un banc de simulation optique pour NIRISS (JWST) et fait la conception optique de PESTO (OMM) et du générateur d’astérisme laser du KECK. Il a aussi travaillé sur NIRPS (Near Infra-Red Planet Searcher), un spectromètre infrarouge destiné au télescope de 3,6 m de l'ESO au Chili et sur GIRMOS (Gemini Infrared Multi-Object Spectrograph), un spectrographe infrarouge multi-objets pour l'Observatoire Gemini.





Anne-Sophie Poulin-Girard PhD, professionnelle de recherche


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3145
Téléphone: 418-656-2131 poste 404646
anne-sophie.poulin-girard@copl.ulaval.ca
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Expertise: Ingéniérie optique, instrumentation, vision numérique, test optique, métrologie

Anne-Sophie Poulin-Girard a obtenu un doctorat en physique de l'Université Laval en 2016, sous la direction des professeurs Simon Thibault et Denis Laurendeau. Son sujet de thèse se situait entre la conception optique et la vision numérique, plus particulièrement pour l'utilisation de caméras panoramiques dans la reconstruction 3D d'objets d'intérêt. Après son doctorat, elle s'est jointe à la Chaire d'excellence en recherche du Canada sur la neurophotonique à titre de coordonatrice scientifique. Elle a rejoint l'équipe du Prof. Simon Thibault en 2017 en tant que professionnelle de recherche. Elle s'occupe entres autres de la coordination scientifique et technique de la Chaire industrielle du CRSNG en conception optique. Elle participe à divers projet de développement technologique en collaboration avec l'industrie, et au projet d'instrumentation astronomique NIRPS, pour la détection d'exoplanètes. Grande passionnée d'éducation, elle a présidé le SPIE Education committee, a accueilli en 2019 la conférence internationale SPIE/OSA/IEEE/ICO Education and Training in Optics and Photonics et co-préside depuis 2020 la conférence Optics Education and Outreach à SPIE O+P. Depuis 2021, elle est également membre du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG).





Hugues Auger, technicien expert


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 00302C
Téléphone: 418-656-2131 poste 402508
hugues.auger@copl.ulaval.ca

Expertise: Fabrication, test et assemblage optique, couches minces, microfabrication, caractérisation optique

Hugues Auger a complété un diplôme d'étude collégiales en technologie physique au Cégep de La Pocatière en 1988. Il se joint par la suite à l'INO à titre de technologue. Il participe alors à toutes les étapes de la fabrication des produits, de la planification à l'inspection finale. Il forme le personnel en place et est responsable d'un parc d'équipement. Il se familiarise avec une variété d'équipements spécialisés et différents appareils de mesure. En 2009, il rejoint la Chaire industrielle du CRSNG en conception optique à l'Université Laval. Son expertise poussée en optique diffractive, lithographie, microgravure, microfabrication et caractérisation est mise à profit dans ses nouvelles fonctions. Il est également le technologue responsable du laboratoire d'assemblage et de caractérisation optique, ainsi que du laboratoire de fabrication de composantes optiques.





Guillaume Allain, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3134
Téléphone: 418-656-2131 poste 404584
guillaume.allain.1@ulaval.ca

Développement de systèmes optiques d’inspirations biologiques


Le biomimétisme est une philosophie de design qui oriente le développement de nouvelles technologies en s’inspirant des solutions qui sont développées naturellement par le vivant. Beaucoup des problèmes rencontrés en ingénierie sont similaire à ceux qu’il est possible de rencontrer dans la nature. Les solutions qui sont trouvées par l’évolution par la sélection naturelle sont souvent unique et s’éloignent de celles qui sont déjà répandue en ingénierie.

Dans le domaine de l’optique, il devient naturel de s’inspirer des différentes façon dont le monde du vivant s’est adapté pour utiliser la lumière qui l’entoure. Les yeux sont un exemple d’adaptation spécifique des espèces animales à leur façon d’interagir avec l’environnement. Le projet de recherche s’intéressera donc à ces solutions en appliquant celles-ci à des systèmes optiques pour la vision numérique. Plus particulièrement, nous nous concentrerons sur les problèmes en vision active, qui utilise les mouvements du système optique afin d’obtenir plus d’information sur la scène à analyser.





Samira Arabpou, étudiante au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2177
Téléphone: 418-656-2131 poste 416566
samira.arabpou.1@ulaval.ca

Titre à venir


Description disponible sous peu.





Jeck Borne, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2177
Téléphone: 418-656-2131 poste 416566
jeck.borne.1@ulaval.ca

Modélisation des propriétés optiques d’une métasurface dans un contexte de design optique


Pour un système optique classique, il est possible de contrôler le front d’onde en accumulant judicieusement le déphasage dû à la propagation dans chacunes de composantes réfractives et diffractives. Dernièrement, un nouvel engouement est porté aux métasurfaces parce qu’elles permettent un contrôle de la phase, de l'amplitude et de la polarisation sur une distance de quelques microns en exploitant les propriétés aux frontières des petites structures formant celle-ci par exemple. Leur utilisation reste marginale en raison de la difficulté de modéliser les propriétés optiques attendues de ces surfaces. De longues simulations numériques sont nécessaires même pour un cas simple: un réseau de nanofins. Dans le contexte du design optique, cette situation est problématique puisqu’elle limite grandement la capacité du designeur à déterminer une combinaison optimale de composantes optiques pour une application donnée.

Ce projet vise donc à proposer un modèle analytique ou semi-analytique permettant de décrire l’effet d’une métasurface simple sur un front d’onde incident donné. Les propriétés optiques observées seront reliées à un traitement des aberrations traditionnel pour que ce type de surface devienne intéressante du point de vue d’un designeur optique. Le traitement des autres types de métasurfaces passera par une généralisation du formalisme présenté. Enfin, les propriétés uniques de ces surfaces optiques pourront être appliquées pour de nouvelles applications.





Christopher Bouillon, étudiant à la maîtrise


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3134
Téléphone: 418-656-2131 poste 404584
christopher.bouillon.1@ulaval.ca

Développement mathématique et modélisation théorique étendue de métasurfaces


La miniaturisation de tous types de système optique et de détection est actuellement l’un des enjeux les plus marqués du développement technologique de notre époque. Équipement médical à haute précision, télescopes miniatures et imagerie mobile avancée n’en sont que quelques exemples. Cette course à la miniaturisation est cependant limitée par la complexité des systèmes optiques nécessaires à leurs développements. Depuis la seconde moitié XXe siècle, des matériaux hors du commun ont fait leur entrée dans l’équation du développement optique. Ces nanostructures, dont la taille est inférieure à celle de la longueur d’onde qui se propage, pourraient permettre de remplacer les systèmes optiques conventionnels. Comme n’importe quelle technologie émergente, les propriétés de ces mêmes métasurfaces sont encore largement inconnues. L’extraction des informations de phase, d’amplitude et d’efficacité de propagation sont des informations pour lesquelles les méthodes d’analyses mathématiques conventionnelles sont temporellement très couteuses.

Le but du présent projet est donc d’établir un modèle théorique pour deux types de nanostructures qui composent une métasurface pour pouvoir ultimement réduire la complexité d’utilisation de ces deux types de nanostructures dans un contexte de conception optique. Une analyse étendue des effets sous vide et thermiques sera ensuite appliquée au modèle théorique afin d’en améliorer la validité dans des conditions de développement d’outils spatiaux ou dans des conditions extrêmes.





Julie Buquet, étudiante au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3134
Téléphone: 418-656-2131 poste 404584
julie.buquet.1@ulaval.ca

Étude de l’influence de la distorsion non linéaire d’image grands angle sur les réseaux de neurones convolutifs pour l’estimation de profondeur


Les images grand angle se caractérisent par un champ de vue imagé supérieur à 100° et sont obtenues avec des systèmes optiques à très courte focale. Ce large champ de vue les rende très intéressantes pour les applications de vision par ordinateur. Les méthodes d’apprentissage profond en particulier les réseaux de neurones convolutifs ont cependant besoin de données de référence pour superviser leur entraînement. Ces données se composent d’images et d’annotations telles que les objets présents sur l’image, une carte de profondeur etc … Ces annotations sont souvent difficiles à collecter et les datasets disponibles sont majoritairement composés d’images perspective, plus courantes, ce qui rend l’ utilisation des réseaux entraînés sur les images grand angle impossible.En effet ces dernières présentent une distorsion très importante donnant lieu à une baisse de performance conséquente lorsque utilisées sur ces réseaux. Pour pallier cela, les images grand angle sont généralement corrigées avant d’être utilisées sur les réseaux, tâche coûteuse en temps et donnant lieu à une diminution du champ de vue.

La démocratisation des systèmes d’imagerie grand angle donne accès à de plus en plus de données ce qui rend possible leur utilisation lors de l’entraînement de réseau de neurones. Le but de ce projet de recherche est d’étudier l’influence de la distorsion sur ces réseaux de neurones en prenant l’estimation de profondeur comme cas d’étude. Plus précisément, nous cherchons à savoir si nous pouvons nous affranchir du processus de correction des images grand angle afin de conserver toute l’information disponible en entraînant directement des réseaux sur ces images. Pour nos images grand angle, nous avons utilisé des lentilles panomorphes développées par l’entreprise Immervision qui présentent une distorsion non-linéaire. Elles utilisent le principe de distorsion contrôlée afin d’obtenir une résolution augmentée dans certaines zones de l’image. Le second but de cette étude est d’étudier l’influence de ces propriétés sur les performances des réseaux afin de déterminer si nous pouvons obtenir une amélioration de l’estimation de la profondeur dans ces regions d’intérêt.





Tristan Chabot, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2177
Téléphone: 418-656-2131 poste 416566
tristan.chabot.1@ulaval.ca

Conception de systèmes découpeurs d’images appliqués à la spectroscopie


Les télescopes modernes permettent d’imager de plus en plus d’objets célestes simultanément, à l’intérieur de champs de vue toujours plus élargis, affichant de grandes résolutions angulaires. Cependant, les spectrographes utilisés avec ces appareils ont une résolution limitée par la largeur de leur fente d’entrée, ainsi que la taille du faisceau incident. Pour pallier ce problème, on peut réduire la largeur de la fente en subdivisant l’image au plan focal du télescope, ou bien subdiviser l’image de la pupille d’entrée du télescope afin de réduire le rayon effectif du faisceau. Ces opérations sont rendues possibles par l’utilisation en amont de systèmes découpeurs d’images (image slicers) et de systèmes découpeurs de pupilles (pupil slicers), respectivement. De tels montages optiques sont traditionnellement composés d’un enchevêtrement de miroirs, placés stratégiquement de façon à décomposer les plans voulus en une série de minces bandes alignées.

Ce projet de maîtrise s’inscrit dans le cadre du développement d’un nouveau spectrographe infrarouge pour l’Observatoire Gemini-Sud, dénommé Gemini Infrared Multi-Object Spectrograph (GIRMOS). L’objectif du spectrographe consiste en l’obtention d’images infrarouges du ciel, et ce pour de hautes résolutions angulaires et une grande sensibilité. Mon rôle dans ce projet consiste donc en la conception d’un découpeur d’images pour ce spectrographe, qui devra diviser le plan image initial en trente sous-images organisées en une même ligne. Le montage optique ainsi obtenu devra opérer tout aussi bien dans chacune des bandes J, H et K du spectre infrarouge. Mon projet comprend aussi la conception d’un découpeur de pupille qui sera utilisé au sein du spectrographe dénommé VROOMM, qui sera installé à l’Observatoire du Mont-Mégantic, et qui divisera la pupille d’une fibre optique en deux segments superposés. Ce spectrographe sera utilisé dans le spectre du visible. Finalement, ce projet inclut la fabrication par tournage diamant et le contrôle de qualité de miroirs composant le Macro-Slicer de l’instrument MIRADAS, en partenariat avec une équipe de l’Université de Floride.





Geoffroi Côté, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3134
Téléphone: 418-656-2131 poste 404584
geoffroi.cote.1@ulaval.ca

Assister la conception optique grâce à l’intelligence artificielle


Les systèmes optiques tendent à impliquer un grand nombre de variables qui doivent être optimisées pour répondre aux restrictions propres à un problème donné. L’élaboration d’un design optique est habituellement un processus d’essais et erreurs où le concepteur optique choisit d’abord une forme initiale pour son design, puis utilise un logiciel de conception assistée par ordinateur afin d’optimiser localement le design, autrement dit, trouver une forme de design similaire mais de meilleure performance. Certaines techniques d’optimisation globale permettent d’explorer plus vastement l’espace des solutions, mais elles sont ultimement limitées en performance puisqu’elles ne se spécialisent pas au domaine de la conception optique, c'est-à-dire qu'elles n'exploitent pas les tendances qui permettent d'obtenir un bon design contrairement à un concepteur optique expérimenté.

La prémisse sur laquelle repose le projet est qu’on peut s’inspirer du succès récent dans le domaine de l’intelligence artificielle, plus spécifiquement par rapport à l’apprentissage automatique, et adapter les méthodes pour assister la conception optique. Par exemple, une approche explorée dans ce projet est d’entrainer de façon non supervisée un réseau de neurones profond à produire des systèmes optiques qui ont été optimisés par rapport aux spécifications du système optique, celles-ci données en entrée au réseau de neurones.
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Jason Guénette, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2177
Téléphone: 418-656-2131 poste 416566
jason.guenette.1@ulaval.ca

Conception d’un senseur de front d’onde modal avec des cristaux photoniques ou des nanostructures


Dans le cadre mon projet, nous cherchons à développons un nouveau senseur de front d'onde modal basé sur les cristaux photoniques et les métasurfaces. Des structures de cristaux photonique ont été utilisée avec succès pour moduler de la phase afin de transformer un faisceau gaussien en faisceau Laguerre-Gauss ou en un autre mode de faisceau. Lorsque la lumière traverse de petite structure elle se comporte différemment et cela peut être utilisé pour optimiser un senseur de front d'onde modal. Une optimisation des cristaux photoniques devrait nous permettre de trouver de l’informations sur le front d'onde dans le plan de Fourier. Avoir un senseur de front d'onde modal peut être avantageux par rapport à un senseur de front d'onde zonal tel que le Shack-Hartmann car la reconstruction du front d'onde est beaucoup plus rapide si nous obtenons directement les modes (les polynômes de Zernike). Il existe déjà des senseurs de front d'onde modaux, généralement produits par holographie. Nous avons espoir d’avoir un système plus simple à utiliser et moins limité en fréquence que les senseurs de front d'onde holographique tout en gardant la rapidité caractéristique des senseurs de front d’onde modal.





Farbod Jahandar, étudiant au doctorat


Université de Montréal, Pavillon Roger-Gaudry, B-406-1 (accès via B-416)
Téléphone: 514-343-6111
farbod@astro.umontreal.ca

VROOMM: Conception d’un spectrographe optique à haute-résolution pour l’Observatoire du Mont-Mégantic


Le projet consiste à concevoir un spectrographe optique haute-résolution pour la détection d’exoplanètes (VROOMM). Cet instrument devra mesurer, avec une précision élevée, la vitesse radiale d’étoiles brillantes proches de l’hémisphère Nord suspectées d’être l’hôte d’une ou plusieurs exoplanètes. Le design de l’instrument sera inspiré partiellement par HARPS (High Accuracy Radial velocity Planet Searcher) et sa version proche infrarouge NIRPS. Le projet consiste à effectuer le design de l’instrument, sa conception et son intégration, ainsi que des tests et mesures prévus à l’Observatoire du Mont-Mégantic à l’automne 2019.





Ophélie Légaré, étudiante à la maîtrise


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2177
Téléphone: 418-656-2131 poste 416566
ophelie.legare.1@ulaval.ca

Système optique embarqué sur un ballon stratosphérique pour analyse des turbulences atmosphériques


Un ballon stratosphérique offre l’avantage de limiter grandement les turbulences atmosphériques qui sont plus fortes au niveau du sol et qui nuisent considérablement à la qualité des images prises. Un ballon permet également de diminuer les coûts par rapport à une mission envoyée dans l’espace où les conditions sont aussi plus extrêmes. Les ballons stratosphériques sont donc une avenue très intéressante pour le domaine de l’instrumentation astronomique, permettant de tester des avancées technologiques dans des conditions semblables à l’espace pour une fraction du prix.

L’objectif de mon projet de maîtrise est de contribuer à la création d’outils qui permettront, dans un futur proche, de faire de l’imagerie haut contraste pour l’observation directe d’exoplanètes. L’imagerie haut contraste consiste à bloquer la lumière provenant d’une importante source lumineuse, telle qu’une étoile, pour être en mesure de visualiser des planètes à proximité qui sont moins brillantes en comparaison. Pour y parvenir, il faut utiliser un système optique offrant la meilleure qualité d’image possible. Comme les turbulences atmosphériques troublent les images prises, il faut acquérir des données sur celles-ci pour être en mesure de les corriger dans le futur.

Pour réaliser mon objectif, je travaille sur la mission précurseure HiCIBaS-II (High-Contrast Imaging Balloon System). HiCIBaS-II est un instrument de mesure de turbulences atmosphériques qui sera embarqué sur un ballon stratosphérique jusqu’à une altitude comprise entre 36 et 40 km, et ce, sur une période de 8 à 10 heures en soirée. Le lancement de l’instrument est prévu pour la fin de l’été 2022 sur la base de lancement à Timmins, en Ontario. Ma contribution au projet est d’être responsable de la conception optique du système.





Béatrice Lessard-Hamel, étudiante à la maîtrise


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2173
Téléphone: 418-656-2131
beatrice.lessard-hamel.1@ulaval.ca

Développement d’un système d’imagerie microscopique pour l’observation des micro-organismes dans la glace de mer


Inspiré par les endoscopes médicaux, Takuvik développe une plateforme pour mesurer des variables importantes pour l’étude In situ de la glace de mer. Un système d’imagerie microscopique sera ajouté à cet endoscope pour observer les micro-organismes vivant dans les bulles d’airs et les canaux de saumure ainsi que la structure de la glace. L’endoscope sera utilisé pour déterminer comment ces organismes se développent dans la glace de mer. Les enjeux liés au développement d’un système d’imagerie microscopique sont la faible concentration, la transparence, le mouvement et la haute résolution nécessaire à l’identification des organismes. Ce projet devra considérer toutes ces variables pour déterminer le meilleur système d’imagerie.





Félix Lévesque-Desrosiers, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2173
Téléphone: 418-656-2131
felix.levesque-desrosiers.1@ulaval.ca

Vers l’automatisation de la mesure des propriétés de la neige


Les méthodes utilisées pour mesurer les propriétés de la neige sont actuellement lentes et demandent plusieurs manipulations ce qui ne permet pas de mesurer ces propriétés tout au long de l’année. Mon projet de maîtrise porte sur le développement d’un appareil mesurant automatiquement les propriétés optiques de la neige. Comme la neige est composée de glace et d’air, deux matériaux transparents, il est possible d’utiliser des méthodes optiques pour la caractériser. Les propriétés optiques de la neige sont la densité et la teneur en impuretés de celle-ci ainsi que la surface spécifique, le paramètre d’amplification de l’absorption et la fonction de phase des grains qui la compose. Toutes ces propriétés influencent le parcours des photons dans le milieu hautement diffusant qu’est la neige. Cet appareil sera constitué d’une diode laser modulée en intensité et de photodétecteurs. L’objectif est donc d’observer le transfert radiatif dans la neige afin d’en faire l’inversion pour retrouver les propriétés de la neige. Les études précédentes sur l’albédo et la transmittance de la neige démontrent qu’il est impossible d’isoler toutes les propriétés de la neige en utilisant uniquement ses deux propriétés optiques apparentes de la couverture de neige. Il est ainsi nécessaire de développer une autre méthode de mesure permettant de retrouver ces propriétés optiques de la neige. La principale innovation de ce projet est l’ajout d’une dimension temporelle qui permet d’obtenir davantage d’informations permettant de faire l’inversion sur les propriétés de la neige. Puisque la lumière voyage plus lentement dans la glace que dans l’air, il est attendu que la réponse temporelle du milieu varie avec les différentes propriétés optiques de la neige. Le projet est actuellement en phase exploratoire. Afin d’avoir le contrôle sur les propriétés optiques de la neige, des grains de forme variés sont importés dans un logiciel de tracé de rayons qui permet de simuler le parcours de la lumière dans n’importe quel milieu et qui permet, par son réalisme de retrouver le temps de propagation d’un rayon contrairement aux modèles de transferts radiatifs habituellement utilisés. À l’aide de nombreuses simulations pour différents paramètres, il sera possible de construire une base de données de temps de parcours et il suffira ensuite d’interpoler les résultats obtenus sur le terrain avec les données simulées.





Charles Pichette, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3134
Téléphone: 418-656-2131 poste 404584
charles.pichette.2@ulaval.ca

Tomographie diffractive basée sur l'holographie à base d'impulsions lasers ultrabrèves


Une bonne compréhension de l'écosystème nordique passe par une meilleure connaissance des micro-organismes endémiques de cette région. Ces organismes, dont les protistes, les procaryotes et les virus sont les plus abondants, jouent un rôle important dans le cycle des nutriments et de l'énergie de cet écosystème. Pour étudier ces micro-organismes, il est primordial de développer de nouvelles techniques d'imagerie optique capable d'investiguer leur structure et leur dynamique. Toutefois, ces organismes ont des structures dont la taille est de l'ordre de quelques dizaines de nanomètres, ce qui rend la plupart des techniques d'imagerie inadéquates pour les investiguer, puisqu'elles sont restreintes par la limite de diffraction (>200nm). Le présent projet propose donc de développer une nouvelle technique de nanoscopie pour étudier la structure et la dynamique de micro-organismes provenant d'écosystèmes du Nord. Cette technique sera basée sur l'utilisation d'impulsions lasers ultrabrèves avec un contenu spectral élargi pour mesurer la forme et la taille de ces micro-organismes en 3D avec une résolution nanométrique. Ces impulsions seront utilisées dans le contexte de la tomographie diffractive où il est possible d'obtenir la distribution en 3D de l'indice de réfraction d'un objet nanoscopique. Ceci permettra de combiner les principes de l’holographie et de la tomographie hyperspectrale pour améliorer les techniques actuelles.





Sédick Rabia, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 2177
Téléphone: 418-656-2131 poste 416566
sedick.rabia.1@ulaval.ca

Étude, caractérisation, développement et optimisation de dispositifs expérimentaux d’imagerie 3D avec l’appui de la conception optique


Ces dernières années, un intérêt grandissant de la recherche dans le domaine de l’imagerie 3D a entraîné d’importantes avancées technologiques dans ce secteur. Leurs applications sont très variées et s’inscrivent dans le domaine médical, de la défense ou du divertissement, par exemple. Ce projet de recherche, par une approche expérimentale appuyée par la conception optique permettra de fournir, d’une façon innovante, une évaluation des performances optiques de différents systèmes d’imagerie 3D pour la vision humaine. Dans cette optique, deux projets expérimentaux seront alors abordés selon la méthode suivante. Dans un premier temps, le but sera de développer un dispositif expérimental capable de générer et de projeter des images 3D. Dans un deuxième temps, l’objectif sera de fournir une méthode efficace d’évaluation de ses performances permettant une analyse quantitative des mesures. Dans un troisième temps, nous chercherons à optimiser ces performances.

Le premier projet expérimental portera sur les écrans 3D autostéréoscopiques basés sur le principe de l’imagerie intégrale, qui permettent de former des images 3D adaptées à la vision humaine sans utilisation d’outils complémentaires. L’imagerie intégrale utilise une matrice de microlentilles réfractives. Notre finalité sera de la remplacer par une matrice de méta-surfaces afin de pouvoir implémenter ce principe d’imagerie sur des appareils mobiles tels que des cellulaires ou des tablettes. Le second projet expérimental portera sur la projection volumétrique basée sur l’absorption à deux photons dans une matrice cubique contenant des points quantiques. Un balayage laser tridimensionnel dans cette matrice permettra d’exciter ces points quantiques et de créer une illumination locale dans le volume (appelée voxel). Ces deux aspects du projet de recherche ont une forte composante expérimentale et nécessitent une phase de conception, d’analyse et de caractérisation afin d’optimiser les performances optiques.





Maxime Royer, étudiant au doctorat


Université Laval, Pavillon Alexandre Vachon
Téléphone: 418-656-2131
maxime.royer.2@ulaval.ca

Analyse thermodynamique de régions HII à l’aide de code Monte-Carlo et de l’instrument SITELLE


Les raies d’émission provenant des régions HII sont de très bon indicatif dans la détermination d’abondance chimique dans les galaxies afin de comprendre leur évolution. Ces régions de gaz ionisés par de jeunes étoiles chaudes permettent aussi l’identification processus physique telle que les chocs et la photo-ionisation dans le milieu interstellaire. Par contre, il y a de très grandes incertitudes associées à la détermination des abondances chimiques due à notre compréhension incomplète de ces régions ionisées. Ces régions sont fortement complexes et avec les interactions que le gaz subit avec son environnement crée une cinématique complexe. La turbulence devient donc un acteur important. De plus selon la méthode de calcul pour déterminer ces abondances, les résultats ne sont pas équivalents. Ce problème est vieux de plus de 70 ans et se nomme le problème de divergence d’abondance. Plusieurs raisons et hypothèses sont amenées afin d’expliquer ces résultats : fluctuations de température, inhomogénéités chimiques ou encore de densité. Aussi, la majorité des observations présentes dans la littérature proviennent de spectroscopie classique qui pourrait faire partie du problème dû à l’unidimensionnalité de la méthode d’observation.

Ce projet vise donc de faire l’analyse thermodynamique de régions HII à l’aide de cartes bidimensionnelles diagnostiques de paramètres physiques telles que la densité et température électronique à petite échelle afin de quantifier les potentielles fluctuations de ces paramètres. Des analyses Monte-Carlo seront implémentées pour obtenir une précision sur ces caractéristiques physiques des nébuleuses. Le tout sera possible à l’aide des grandes résolutions spectrales et spatiales de l’instrument SITELLE (Spectromètre Imageur à Transformée de Fourier pour l’Étude en Long et en Large des raies d’Émission) installé au TCFH afin d’obtenir ces cartes.





Koichi Watanabe-Brouillette, étudiant à la maîtrise


Université Laval, Pavillon d'optique-photonique, bureau 3134
Téléphone: 418-656-2131 poste 404584
koichi.watanabe-brouillette.1@ulaval.ca

Caractérisation d'un détecteur EMCCD embarqué sur un ballon stratosphérique pour la détection des débris spatiaux


Depuis le début de la Conquête de l'espace, les débris spatiaux représentent une menace croissante; leur vitesse relative fait que même les plus petits d'entre eux constituent un danger potentiel. Avec tous ces objets dans l'espace qui nous entourent, les collisions entre objets spatiaux résidents (RSO) constituent une menace inévitable et entraîneront une croissance exponentielle de la population des débris de petite taille (inférieur à 10 cm).

Le projet de maîtrise consiste à déterminer les caractéristiques nécessaires pour une caméra servant à la détection des débris spatiaux à partir d'un télescope installé sur un ballon stratosphérique. Ces caractéristiques seront déterminés à l’aide d’une simulation de vol faite par un ancien étudiant à la maîtrise et en comparant les caméras CCD, CMOS et EMCCD pour une altitude entre 36 à 40 km. L'étudiant spécifie l'altitude nécessaire, l'angle du télescope et les périodes d'observation permettant d'observer les débris spatiaux. La charge utile nécessaire pour ce projet doit être choisi d'ici l’automne 2022 puisque la caméra va être intégrer au télescope du projet HiCIBaS-II (High-Contrast Imaging Balloon System) lors de son lancement à Timmins, en Ontario.

Pour réaliser ces objectifs, l'étudiant contribue au projet HiCIBaS-II, un instrument de mesure de turbulences atmosphériques embarqué sur un ballon stratosphérique dont le lancement est prévu pour septembre 2023 comme responsable des caméras et du contrôle des moteurs.