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iXFiber et CIMAP : laser bleu picoseconde pour l’imagerie de fluorescence

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Description

Le prototype laser a été conçu dans le cadre d’un projet pluridisciplinaire entre biologistes et physiciens et financé par la région Basse-Normandie (2009-2010). L’objectif a été de développer une source laser émettant autour de 460nm et permettant d’exciter efficacement les fluorophores de type CFP pour de la microscopie confocale résolue en temps. Cette nouvelle source laser bleue, à la fois performante et compacte, a été développée par l’équipe LIOA du laboratoire CIMAP (Caen) à partir de fibres dopées conçues et optimisées par l’entreprise iXFiber (Lannion).

Le principe de la source laser repose sur un système hybride comprenant un oscillateur à semiconducteur déclenché par le gain et un amplificateurs à fibre optique double-gaine dopée aux ions Nd3+.

Les impulsions amplifiées sont par la suite doublées en fréquence dans un cristal périodiquement polarisé de MgO:LN. La source laser émet alors des impulsions de 90 ps à un taux de répétition de 43 MHz et une puissance moyenne record de 300 mW à 465 nm a été obtenue dans un faisceau limité par diffraction

Innovation apportée

Source laser bleue picoseconde parfaitement adaptée à la microsocpie confocale en terme de fiabilité, de qualité de faisceau et délivrant une puissance très supérieure à l’offre commerciale actuelle.

Part des équipes de R&D françaises dans la conception

Equipes de R&D 100% françaises

CIMAP - équipe LIOA (60%) : caractérisation des fibres dopées et développement du système laser.
iXFiber (40%) : Fabrication et optimisation de la fibre dopée Nd3+ pour une émission à 930nm.

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Le système laser présenté est issu d’une étroite collaboration entre l’entreprise iXFiber et le CIMAP, laboratoire de recherche publique. iXFiber est fabricant de fibres optiques spéciales et de composants optiques pour les télécommunications, les applications militaires ou les capteurs. L’équipe Lasers, Instrumentation Optique et Applications (LIOA) du laboratoire CIMAP étudie et développe des dispositifs laser innovants pour l’imagerie et la mesure optique.

MAFELEC : banc de caractérisations optiques de sources lumineuses

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Description

Le Laboratoire d’Essais a développé un banc de mesures optiques afin d’obtenir des mesures de précision sur les projecteurs conçus par MAFELEC. Le banc est un caisson hermétique à la lumière, de longueur 3m et 1m de côté, équipé d’un luxmètre/chromamètre et d’un goniomètre supportant la source, l’ensemble étant piloté par un automate en liaison avec un ordinateur.

Une diode laser permet en début de séquence de déterminer l’axe géométrique de la source lumineuse.

Pendant la séquence, l’automate oriente la source lumineuse sur un angle vertical et horizontal par rapport à la cellule de mesure, réalise et transmet celle-ci et les coordonnées angulaires à l’ordinateur. En fin de séquence, l’ordinateur calcule l’éclairement maximum observé, les angles d’ouvertures pour dix niveaux d’éclairements, et l’axe optique moyen observé, puis compare cet axe avec l’axe géométrique réel mesuré au moyen de la diode laser.

Le banc permet des mesures jusqu’à 100klux, une distance réglable entre 40cm et 2,60m, orientations sur 180° en horizontal et vertical. La précision de calcul de l’axe optique est ±0,5°.

Innovation apportée

Le banc permet de mesurer la phase de stabilisation thermique, caractériser l’éclairement dans l’espace, la divergence de flux, l’axe optique et l’angle d’ouverture du faisceau, la fonction filtre spatial.

Part des équipes de R&D françaises dans la conception

La totalité du banc a été conçu, fabriqué et mis au point en France par la R&D MAFELEC.

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Depuis 1947, MAFELEC propose des solutions de commande et de signalisation adaptées aux environnements les plus extrêmes, en intégrant un grand nombre de paramètres technologiques ou normatifs.
Marchés : Ferroviaire, Défense, Energie/Process, Ascenseurs, Véhicules industriels, Aéronautique.

  • Produits nouveaux : 2 à 3 /an
  • Adaptations légères des produits standards de son offre.
  • Adaptations majeures : Validation par essais de type en Laboratoire

ISO 9001 - AFAQ RQPF - RATP ISO 14001 - AFAQ AQAP 2110 - AFAQ OTIS Q+ - IRIS

Nanolane : système de mesures nanométriques dans l’eau SARFUS 3D - IMM

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Description

SARFUS 3D, le système déjà commercialisé par NANOLANE, permet de mesurer via un microscope optique l’épaisseur d’échantillons nanométriques déposés sur un support spécifique. Ce support, coeur du produit, augmente le contraste d’un microscope classique (>100x). Dans le produit actuel, les mesures sont effectuées à sec. Le nouveau produit, SARFUS 3D – IMM, est dédié à l’observation et la mesure d’objets se trouvant dans l’eau. Aujourd’hui, la phase de tests du produit dans plusieurs laboratoires français et européens touche à sa fin. Les performances sont à la hauteur des attentes :

  • Répétabilité <0,3nm
  • Sensibilité <1nm
  • Gamme de mesure 1-80nm
  • Champ d’observation 70x70µm à quelques mm2

Innovation apportée

Il existe un besoin grandissant de caractérisation à l’échelle nanométrique dans l’eau dans les domaines tels que : les membranes cellulaires, les biocapteurs… Les techniques de caractérisation en immersion sont encore rares, relativement complexes et n’offrent pas d’image en temps réel. Notre équipement conserve la simplicité d'utilisation d’un microscope en permettant la visualisation en temps réel de l’échantillon sans marquage.

Part des équipes de R&D françaises dans la conception

100% français

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NANOLANE, Département Nanotechnologies du groupe français EOLANE, est spécialisé dans l’instrumentation optique. Il développe et commercialise des produits basés sur la technique innovante SEEC (licence CNRS/UPMC) permettant la visualisation et la mesure d’épaisseur d’échantillons nanométriques à partir d’un microscope optique standard. Les applications incluent :

  • Les films biologiques, biopuces, ADN
  • Les films moléculaires et traitements de surfaces
  • Nanomatériaux : nanotubes de carbone, nanoparticules

SCGPI de colorimétrie : procédé de colorimétrie PeekColor

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Description

PeekColor® demandes de brevet INPI n° 09/01951 du 21/04/2009 et 09/05450 du 12/11/2009
Le principe de ces procédés en demande de brevetabilité repose sur l’exploitation de la comparaison chiffrée d’une prise de vue d’un objet coloré type avec la prise de vue d’un échantillon de production en trois phases :

  • après que le système de prise de vue ait été calibré par un procédé nouveau permettant de convertir les valeurs R, G, B des pixels de l’image dans l’espace colorimétrique perceptuel CIE L*a*b* avec une précision jamais atteinte,
  • une typographie couleur de l’image de l’objet type et l’image de l’échantillon est générée par une segmentation particulière en une dizaine de couleurs caractéristiques de l’image du type évaluée de manière identique à la colorimétrie instrumentale (cette segmentation s’effectue sur la totalité de la surface de l’image),
  • la comparaison entre l’image du type et l’image de l’échantillon s’effectue en utilisant les formules normalisées de calcul d’écart de teintes sur la dizaine des couleurs caractéristiques prélevées sur l’image du type et l’image de l’échantillon.

Innovation apportée

Pour contrôler la qualité couleur d’une production industrielle ou agroalimentaire, jusqu’en 2010 il n’existait que trois procédés de colorimétrie : la colorimétrie instrumentale, le contrôle visuel en cabine à lumière et la vision industrielle appliquée à la couleur. Un procédé qui allie les avantages spécifiques de ces trois méthodes manquait pour pouvoir satisfaire les besoins en contrôle qualité couleur de nombreuses activités industrielles ou agroalimentaire.

PeekColor® allie la précision et la corrélation à notre système visuel de la colorimétrie instrumentale avec la comparaison visuelle d’un échantillon à un type sous différents illuminants normalisés du contrôle en cabine à lumière en y ajoutant la possibilité de contrôle de 100% des pièces sur ligne de production avec archivage des données et images de la vision industrielle.

Part des équipes de R&D françaises dans la conception

100% Jean-Pierre Guillemin expert en colorimétrie industrielle 30 ans d’expérience

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La SCGPIC (Société civile de gestion de propriété industrielle de colorimétrie) a pour objet de gérer les brevets déposés par Jean-Pierre Guillemin, expert indépendant en colorimétrie industrielle avec plus de trente années d’expérience dans cette activité qui effectue des recherches à son propre compte. En 2009, après une dizaine de tests de faisabilité positifs réalisés en dimension réelle pour ou chez des industriels de diverses activités (Imprimerie Offset, impression sérigraphie, accessoires automobiles, production agroalimentaire, etc.), deux demandes de brevets ont été déposées à l’INPI.