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102 Principes du comptage de photonsréduire le flux.Certains utilisateurs (Prieur et al. 1997 [101]) observent même d’autres effets indésirablesattribués à un mauvais réglage, mais qui limitent d’autant plus les possibilité de cette caméra(présence de distorsion et dimension de l’image variable dans le temps, imputables à la GMC).Codage optiqueL’approche qui consiste à ne détecter qu’un seul photon à la fois, mais avec une résolutiontemporelle très élevée a été mise en oeuvre avec la caméra PAPA (Precision Analog PhotonAddress, Papaliolios et al. 1985 [92], Lawson 1994a [70], Lawson 1994b [71]). Le principeconsiste à projeter l’image de l’événement sur des masques qui codent la position de l’événementet derrière lesquels se trouvent des photodiodes à avalanche. Plus précisément, l’imagedu photo-événement lumineux est collimatée en un faisceau parallèle. Derrière le collimateuron place N lentilles qui vont reformer l’image de l’événement sur les N masques. Enfin, undernier jeu de lentilles collimatrices injectent les N faisceaux vers autant de photodiodes à avalanchequi seront ou non éclairées en fonction du code de position déterminé par les masques.Chaque masque a une géométrie différente et représente un bit décrivant la position x ouy de l’événement. En augmentant le nombre de masques, on augmente la résolution de lacaméra. Les masques utilisent le code binaire Gray (à chaque incrément, seul un bit changed’état) de sorte que les erreurs de codage introduisent le minimum d’erreur sur la position (enl’occurrence ici, l’erreur de position dans les cas les moins favorables n’est que d’un seul pixel).Les modèles de caméra PAPA les plus avancés ont une résolution théorique de 1024×1024pixels, fonction du nombre de photodiodes, mais les résultats les plus convaincants ont étéobtenus avec des caméras de 256×256 pixels (Papaliolios et al. 1985 [92]).Les difficultés de mise en oeuvre de ce dispositif (opto-électronique) réside dans l’alignementet le positionnement correct de tous ses éléments (optiques, masques), dans le réglagede l’électronique derrière chaque photodiode, en ajoutant des problèmes liés intrinsèquementau concept, comme le vignettage des optiques. Ces défauts et leur symptômes sont bienconnus (Lawson 1994a [70]), mais la nécessité de nombreux réglages en rendent l’utilisationpeu pratique. Ce concept a l’avantage de produire des images avec une résolution temporelleélevée et avec bonne linéarité photométrique (jusqu’à 100 000 photons/s), mais ses artefacts(motif quadrillé très important) dégradent considérablement la qualité des images.Le concept DELTALa caméra DELTA (Detector Enhancement by Linear projection on Three Axes, Morel1999) est inspirée du concept de la MAMA. Elle utilise également un système de codagemais moins complexe dans son architecture opto-électronique. De la même manière, un étaged’intensification primaire est utilisé en entrée de la caméra. Ensuite, un triplet d’optiques cylin-
Principes du comptage de photons 103driques produit trois images anamorphosées de la face de sortie de l’intensificateur, qui sontprojetées sur trois barrettes CCD linéaire de 1024 pixels lues à très haute fréquence (400kHz) sur 16 sorties, et disposées selon trois axes à 120 ◦ les uns des autres. Chaque photoévénementproduit un spot lumineux sur chaque barrette (coordonnées [a,b,c]) et leur localisationbi-dimensionnelle est alors déterminée de manière unique (Figure 6.5), car on démontreque ce triplet doit vérifier la relation a+b+c = 0.Figure 6.5. Principe des projections de la caméra DELTA. La coordonnée (a,b,c) sur chaque CCD linéairelocalise le photo-événement.Lorsque plusieurs photons arrivent simultanément, la condition de la somme nulle est toujoursvérifiée ce qui implique de retrouver dans la liste de coordonnées projetées, celles quivérifient la relation. Cependant, des erreurs peuvent survenir qui sont soit liées à la discrétisationinduite par l’utilisation des CCD (la condition de somme nulle doit être modifiée en unecondition de seuil), soit à l’augmentation trop importante du nombre de photons (plus de troispar image) qui introduit une confusion dans la détermination des coordonnées. Le traitement aposteriori de ces coordonnées permet de "nettoyer" les coordonnées douteuses, mais au prixd’une perte de l’efficacité de comptage. La mise en oeuvre du concept est en cours, avec unprototype utilisant deux axes de projection : la caméra Descartes.6.5.2 Les capteurs panoramiquesICCD avec enregistrement analogiquePlusieurs caméras de type "CCD intensifiés" sont utilisés en astronomie, et ont donné denombreux résultats surtout en interférométrie des tavelures. En général le signal vidéo est enregistrésur bande vidéo (McAlister et al. 1987 [83], Aristidi et al. 1997 [11]), ou sur un supportnumérique (Baier & Weigelt 1983 [13], van Elst et al. 1992 [45]), et traité numériquement àposteriori. Certains systèmes de traitement autorisent une analyse des images (centrage de
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