Le microscope optique est un outil clé de la recherche depuis le XVIe siècle, qui a permis d’innombrables découvertes en biologie (comme l’existence des cellules ou l’identification des premiers microbes). D’abord très rudimentaire, cet instrument a donné lieu à une intense émulation pour le perfectionner, et on cherche toujours encore à en améliorer les performances. Une technique suscite actuellement un intérêt croissant, la « microscopie tomographique diffractive », sur laquelle nous travaillons, et qui pourrait mener au développement d’un outil « tout-en-un », permettant même de visualiser directement en 3D des spécimens microscopiques.
En termes de résolution, c’est-à-dire la capacité à distinguer de très petits détails, le microscope atteint un plafond dès la fin du XIXe siècle. C’est une surprise pour les fabricants de microscopes, bloqués dans leurs développements. Ernst Abbe y apportera une explication éclatante, avec sa loi définissant la résolution :
La formule d’Abbe, gravée sur le monument lui rendant hommage à Jena et définition de l’angle de collection des rayons entrant dans un objectif de microscope. Avec λ la longueur d’onde d’observation, n l’indice optique du milieu d’observation, et α l’angle de collection des rayons lumineux entrant dans l’objectif.
Wikimedia, Fourni par l’auteur
En histoire des sciences, c’est un cas intéressant où la technologie a atteint les limites théoriques d’un système, avant même que celles-ci ne soient clairement établies par la physique.
Chaque technique de microscopie présente ses limites
Ceci explique que les recherches ont alors plutôt visé à corriger les défauts ou optimiser certains paramètres, par exemple supprimer les distorsions dans les images, agrandir le champ de vue, et surtout, augmenter le contraste. La technique la plus simple…
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Auteur: Olivier Haeberlé, Professeur à l’Université de Haute-Alsace (UHA-Mulhouse). Chercheur en imagerie microscopique à l’IRIMAS (Institut de Recherche en Informatique, Mathématiques, Automatique et Signal). Enseignant en informatique industrielle à l’IUT de Mulhouse, Université de Haute-Alsace (UHA)
