v2.10.0 (5004)

Cours - 9B-509-PHO : Détecteurs d'Images et holographie numérique

Domaine > Photonique.

Descriptif

L’objet principal de ce cours est d’introduire le détecteur d’images comme l’élément de la chaine optoélectronique globale1 responsable de la conversion de l’information photonique en un signal électrique exploitable par un système de traitement de l’information plus complexe. Ce cours sera plus spécifiquement orienté vers les imageurs des spectres infrarouge et visible, un élargissement vers des gammes de longueurs d’onde plus faibles et plus élevées sera proposé en ouverture.

Objectifs pédagogiques

A l’issue de ce cours sur la détection d’image, l’étudiant sera capable de :
o Comprendre les principes physiques de la conversion opto électronique des détecteurs d’image et savoir en restituer schématiquement le fonctionnement
o D’avoir des notions sur les différentes technologies de détecteurs : mode de fonctionnement, techniques fabrication et leurs principaux secteurs d’application respectifs.
o Choisir une technologie de détecteur adaptée à un besoin donné
o Etre capable de lire et interpréter la datasheet d’un détecteur d’image, c’est-àdire la traduire en termes de performances
o Etre capable de proposer un type de détecteur d’image pour répondre à une problématique technique donnée (industrielle ou scientifique)

16 heures en présentiel
réparties en:
  • Travaux dirigés : 6
  • Cours magistral : 10

Diplôme(s) concerné(s)

UE de rattachement

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Bases de radiométrie et de semiconducteurs

Format des notes

Numérique sur 20

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'ingénieur de l'Institut d'Optique Théorique et Appliquée

Vos modalités d'acquisition :

Examen écrit

Le rattrapage est autorisé (Note de rattrapage conservée écrêtée à une note seuil de 12)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6

Le coefficient de l'UE est : 50

Programme détaillé

Pour ce faire, après un historique rapide de la détection optique, les bases de la radiométrie seront rappelées avant d’évoquer les principes fondamentaux de la détection thermique et quantique (photoconducteur et photovoltaïque) à l’échelle du composant élémentaire : le pixel. Les paramètres qui définissent les performances de la détection (sources de bruit et courant d’obscurité) seront abordés ainsi qu’un premier descriptif des étages d’entrée classiquement rencontrés dans les circuits de lecture au niveau du pixel.
 Une seconde partie sera consacrée à un descriptif des technologies
microélectroniques : technologies de fabrication des circuits de détection, circuits de lecture, Principe d’hybridation. Un descriptif plus général mais plus couvrant des circuits de lecture sera ensuite proposé (structuration ligne/colonne ; étages d’amplification ; multiplexage ; étages de puissance). Enfin, les techniques de refroidissement pour la mise en œuvre des détecteurs IR seront décrites (optionnel suivant la gestion du temps)
 Les différents aspects relatifs à la caractérisation des détecteurs matriciels seront ensuite abordés : problématiques d’uniformité (avant/après correction ; optique : effet d’angle de vue ou électronique : dépolarisation) et indépendance des pixels (FTM), ainsi que les modes de fonctionnement d’une matrice (IWR/ITR, TDI, CDR, multi-intégration)
 Enfin, ce cours se conclura par une ouverture sur d’autres technologies de détection d’images : photodiodes à avalanche, microcanaux, amplification de lumière, imagerie X et THz

Mots clés

Radiométrie, Infrarouge, Visible, Pixel, Photodiode, Bruit, Détecteur Matriciel, Circuit de lecture, Microélectronique, Cryogénie, Rapport Signal à Bruit (RSB ou SNR)
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