Method and apparatus for illuminating and imaging tissue is provided. In one version, the method includes illuminating a volume of a tissue with photons from a three- dimensional array of optical emitters inserted into the tissue. In another version, the method includes detecting photons from a volume of a tissue using a three-dimensional array of optical detectors inserted into the tissue. A probe device for illuminating tissue and/or detecting photons emitted from tissue includes elongated microsized probes containing optical emitters and optical detectors in a three dimensional array.La présente invention concerne un procédé et un appareil pour l'illumination et l'imagerie de tissu. Dans une version, le procédé comprend l'illumination d'un volume d'un tissu avec des photons à partir d'une matrice tridimensionnelle d'émetteurs optiques insérés dans le tissu. Dans une autre version, le procédé comprend la détection de photons à partir d'un volume d'un tissu en utilisant une matrice tridimensionnelle de détecteurs optiques insérés dans le tissu. Un dispositif de sonde pour illuminer un tissu et/ou détecter des photons émis depuis un tissu comprend des sondes de taille micrométrique allongées contenant des émetteurs optiques et des détecteurs optiques dans une matrice tridimensionnelle.