Principe de fonctionnement des systèmes ForenScope SuperSpectral et MultiSpectral (UV-VIS-NIR-MWIR)
L’interaction entre la matière et la lumière repose sur la transmission, l’absorption et la réflexion. Chaque bande spectrale interagit différemment selon les propriétés structurelles ou les composants chimiques des objets.
Les systèmes ForenScope reposent principalement sur deux mécanismes :
1. Excitation des fluorophores (fluorophore / fluorochrome)
Absorption d’énergie à des longueurs d’onde spécifiques, appelées « plage d’excitation », puis réémission de cette énergie à une longueur d’onde supérieure, appelée « plage d’émission ».
2. Contraste infrarouge (IR)
Les systèmes mobiles et de laboratoire ForenScope sont conçus pour capturer ces phénomènes optiques avec une précision maximale. Cette approche permet une imagerie nette et contrastée d’indices complexes, comme les fluides corporels ou les lésions cachées sur ou sous la peau, même à distance. Cette performance technologique repose sur les composants suivants :
ÉCLAIRAGE À BANDE ÉTROITE :
Les systèmes ForenScope utilisent une technologie LED à bande étroite personnalisée, avec une précision de ±3 nm, pour maximiser l’efficacité de l’excitation du fluorophore ciblé. La stabilité thermique et le guidage optique jouent un rôle essentiel. ForenScope privilégie autant que possible des LED émettant directement à bande étroite plutôt que des filtres d’excitation. Cela évite les pertes de photons et d’énergie liées aux filtres, pour une excitation atomique plus élevée et une émission de fluorescence nette.
Gestion thermique
Pour que les LED émettent de manière constante à la même longueur d’onde centrale (CWL), nous utilisons des dissipateurs en cuivre et en aluminium et une intégration au boîtier en aluminium développés par notre équipe R&D. Ce système empêche les décalages spectraux dus à la chaleur et garantit un fonctionnement constant.
Conception optique et réflecteurs
Les angles des réflecteurs conçus par notre équipe R&D sont centrés sur la caméra et focalisent la lumière à bande étroite sur la zone d’examen, avec une densité de photons élevée et une distribution homogène.
MÉCANISME D’ABSORPTION
Une absorption maximale est obtenue grâce à un éclairage à bande étroite précisément sélectionné, à une focalisation de photons à haute intensité et à des réflecteurs spécialisés. La séparation spectrale des longueurs d’onde d’excitation et d’émission favorise l’absorption sélective et optimise le rapport signal sur bruit (SNR), maximisant la netteté du contraste.
L’absorption lumineuse se produit lorsque l’énergie des photons entre en résonance avec la fréquence naturelle de vibration des électrons au niveau atomique. L’énergie absorbée est transmise aux atomes voisins par transfert thermique. La technologie ForenScope déclenche cette interaction moléculaire en dirigeant des LED à bande étroite d’une précision de ±3 nm vers la cible grâce à des réflecteurs personnalisés. Elle maximise ainsi la capacité d’absorption sélective des indices de structures moléculaires différentes.
RÉFLEXION (fluorescence et réflexion optique) :
La fluorescence maximale est obtenue lorsque les fluorophores excités réémettent l’énergie absorbée à une longueur d’onde supérieure. La réflexion lumineuse se produit lorsque la fréquence de vibration des électrons ne correspond pas à celle de la lumière incidente. Les LED à bande étroite et les réflecteurs spéciaux empêchent la diffusion incontrôlée et permettent une émission au niveau d’énergie le plus élevé. Les systèmes ForenScope peuvent ainsi isoler du fond les traces fluorescentes les plus faibles avec une luminescence fortement contrastée.
FILTRAGE D’ÉMISSION / BARRIÈRE
La roue porte-filtres d’émission / barrière (NBP-BP-LP), intégrée devant le capteur d’imagerie, constitue l’étape essentielle du filtrage optique. Conçus par l’équipe R&D ForenScope pour la sensibilité spectrale des capteurs, ces filtres maximisent le contraste en éliminant la lumière d’excitation pour ne laisser parvenir au capteur que la fluorescence ciblée. Notre structure barrière multicouche est optimisée pour capter efficacement les photons faibles.
Les ensembles de filtres passe-bande étroite, passe-bande, passe-haut et IR / UV / VIS de nos systèmes atténuent au maximum la lumière d’excitation tout en captant efficacement les faibles photons fluorescents. Chaque type d’indice nécessitant une réponse spectrale particulière, la structure barrière multicouche de nos appareils est optimisée pour obtenir la restitution la plus nette.
Cette solution d’ingénierie isole le bruit de fond et permet de convertir même les signaux d’émission les plus faibles en images nettes et haute résolution.
INTÉGRATION DE LA CAMÉRA ET DE LA QUALITÉ D’IMAGE
Technologie des capteurs
Chaque capteur possède ses propres caractéristiques spectrales. L’éclairage à bande étroite et les filtres barrières développés par notre équipe R&D sont parfaitement compatibles avec le rendement quantique de ces capteurs, afin de maximiser le rapport signal sur bruit optique.
Imagerie haute résolution
L’association de capteurs à forte densité de pixels et d’écrans haute résolution permet une analyse détaillée lors du zoom numérique ou optique, sans perte de résolution spatiale.
Conclusion
L’intégration de ces étapes d’ingénierie — éclairage à bande étroite, stabilité thermique, conception des réflecteurs et filtration multicouche — permet de capturer les différences de luminescence au niveau moléculaire. Elle rend possible la documentation haute résolution, selon des normes scientifiques, des fluides biologiques, des empreintes digitales et des constatations pathologiques impossibles à détecter à l’œil nu.
