La heliCam est utilisée dans le monde entier par des groupes de recherche pour rendre visibles des variations de signal extrêmement faibles, même dans des conditions exigeantes. Trois publications récentes montrent comment l’imagerie Lock-in ouvre de nouvelles voies en biométrie, en capteurs quantiques et en imagerie de champ/de signal.
Mesurer de manière robuste en hyperspectral malgré la lumière ambiante : biométrie à distance (PPG, SpO₂, reconstruction de la pression artérielle/ECG)
Une équipe de l’University of Wisconsin–Madison présente un framework hyperspectral basé sur une caméra Lock-in, qui module l’éclairage en fonction de la longueur d’onde et synchronise la détection. Les fluctuations de la lumière ambiante sont ainsi fortement supprimées – un point faible majeur des systèmes hyperspectraux classiques. Lors de la validation pour la photopléthysmographie à distance (rPPG), les fréquences cardiaques sont estimées avec une erreur <3 bpm ; en outre, avec un éclairage à double longueur d’onde (660/940 nm), la dynamique de la SpO₂ est extraite avec une erreur maximale <3 %. À partir de signaux de haute qualité, les auteurs reconstruisent même, via ML, des caractéristiques de pression artérielle et d’ECG.
Capteurs diamant : imagerie grand champ insensible au détuning de champs micro-ondes vectoriels
Des chercheurs de l’Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences présentent une méthode d’imagerie rapide de champs micro-ondes avec des centres NV dans le diamant, robuste face au détuning (p. ex. dû à des fluctuations de température/de champ magnétique). Au lieu d’oscillations de Rabi, ils utilisent l’élargissement de ligne (power broadening) en ODMR et détectent les variations différentielles via le principe Lock-in (modulation d’amplitude + démodulation). L’imagerie grand champ du champ d’une micro-antenne est démontrée avec une résolution d’environ 800 nm, incluant une reconstruction vectorielle sur plusieurs axes NV et une bonne linéarité sur une large plage dynamique.
Quantum SiC Microscope : acquisition en imagerie de signaux électriques et de champs magnétiques induits par le courant
Une équipe du Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf et de la Technische Universität Dresden démontre pour la première fois un Quantum Silicon Carbide Microscope (QSiCM) basé sur des lacunes de silicium dans le 4H-SiC. La plateforme utilise la détection Lock-in pour résoudre spatialement des champs magnétiques issus de courants électriques. Sont notamment rapportés une résolution temporelle de 50 ms, une résolution spatiale d’environ 30 µm et une sensibilité d’environ 2 µT Hz⁻¹ par pixel. En outre, les auteurs montrent une stratégie de mesure à double fréquence afin d’améliorer la robustesse face aux influences de température/de strain, ainsi qu’un mode d’imagerie simplifié sans micro-ondes via l’anticroisement des niveaux de spin.
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Ces trois publications illustrent comment l’imagerie Lock-in avec la heliCam permet, en recherche, d’accéder de manière robuste, sur de grandes surfaces et avec une forte suppression de la lumière parasite, à des sources de signal très diverses (optique biomédicale, capteurs quantiques/diamant et SiC, imagerie de champ et de signal) – et rend ainsi possibles de nouveaux concepts de mesure en capteurs innovants.
Autres publications autour de la heliCam (mise à jour continue) : heliCam_papers
En savoir plus sur la recherche & les applications avec l’imagerie Lock-in : forschung_C4