THESE de DOCTORAT Lyu ABE Imagerie à Haute Dynamique ...

Principes du comptage de photons 101Les principales architectures que je décris ici peuvent être classées en 2 catégories : lessystèmes panoramiques synchrones et les systèmes asynchrones par codage optique. Cesderniers bénéficient en générale d’une résolution temporelle théorique très élevée, mais quireste malgré tout limitée par la chaîne d’intensification. La détection des photons utilise desphoto-diodes à avalanche, ce qui en fait des caméras asynchrones. Les principales limitationsde ces détecteurs sont intimement liées au processus de localisation spatiale de l’informationet on rencontre des difficultés lorsque le flux de photons augmente.Les détecteurs panoramiques, s’ils sont moins pénalisés quant à la coïncidence temporelledes événements, ont en général une résolution temporelle moins élevée (à cause de latechnologie des composants CCD ou CMOS à haute fréquence de lecture). Cependant, lesaméliorations techniques de ces dernières années, notamment en terme de tubes intensificateursde lumière (efficacité quantique et focalisation de proximité) et de capteurs CCD à lecturerapide et avec un grand nombre de pixels (supérieur à 512 ×512 pixels à plus de 100 im/s), ontjustifié que je développe des caméras basées sur ce principe. Mais, cette stratégie de développementne peut pas aboutir sans être accompagnée par une réflexion autour d’une nouvellearchitecture d’ensemble qui comprend : la caméra proprement dite, mais aussi la transmissiondu signal brut, l’acquisition, le traitement (localisation des photo-événements) et l’enregistrementdes données.6.5.1 Diverses architecturesCaméra à anode résistive (RANICON)Ce type de caméra utilise une anode résistive que vient frapper le nuage d’électrons produitepar un empilement de galettes à micro-canaux. L’anode est en général une plaque d’unmatériau résistif dont on mesure les tensions à ses quatre extrémités pour en déduire la positionde l’impact. Les dernières versions de ces caméras utilisent un empilement de 5 galettesà micro-canaux disposées en chevron et en "Z" (Clampin & Paresce 1989 [39]) de sorte debénéficier d’un gain élevé, puisque la précision de la localisation de l’événement est proportionnelleau gain photo-électronique, et inversement proportionnelle à la distance qui séparel’anode résisitive de la face de la dernière galette à micro-canaux. La résolution spatiale ettemporelle théorique de la caméra sont respectivement de 1024 ×1024 points et de 10 µs. Enoutre, elle ne devrait pas introduire de distorsion dans l’image. Cependant dans la pratique, cesspécificités ne sont pas complètement vérifiées et elle présente des limitations importantes surplusieurs points :– une sensibilité plus faible qu’une architecture à base de tube intensificateur (à cause dumanque d’un accélérateur électrostatique en entrée)– un flux maximal relativement faible dû à l’électronique de lecture (< 25 000 photons/s)– des artefacts apparaissent lorsque le flux devient supérieur à ∼10 000 photons/s causéspar un effet de rémanence de l’anode, ce qui dans certaines conditions, nécessite de