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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Caméra à balayage de fente en technologie BiCMOS standard

ZLATANSKI, Martin (2011) Caméra à balayage de fente en technologie BiCMOS standard. Thèses de doctorat, Université de Strasbourg.

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Résumé

Les caméras à balayage de fente conventionnelles ont été développées pendant les années 1950 pour l’étude et la mise au point d’explosions nucléaires. Leur fonctionnement est basé sur les principes du tube imageur ou le miroir rotatif, ce qui fait d’elles les instruments de détection optique résolue en temps les plus performants en terme de résolution temporelle. Aujourd’hui, ces technologies sont arrivées à maturité et les performances des caméras à balayage de fente conventionnelles sont proches de leurs limites physiques. Ce document décrit la conception et la caractérisation d’une caméra à balayage de fente intégrée en technologie BiCMOS standard 0.35 µm. Le prototype est basé sur un vecteur de 64 photodiodes PDIFF–NWELL–PSUB, qui représente directement la fente de la caméra, et une unité d’échantillonnage et de stockage. Le courant photonique délivré par chaque photodiode est converti en tension par un amplificateur transimpédance large bande. La sensibilité et la bande passante de cette structure de capteur dépassent celles des prototypes à architecture matricielle réalisées précédemment. Le balayage temporel est assuré par une ligne à retard contrôlée en tension, commandée par une boucle à verrouillage de délai. Des vitesses de balayage ajustables entre 154 ps/pixel et 1 ns/pixel avec une variation de moins d’un pourcent sur une plage de température de 50° C ont été atteintes. La résolution temporelle de la caméra est de 600 ps à λ = 800 nm et 465 ps à λ = 400 nm. Au moyen de simulations physiques et post-traitement sur la réponse impulsionnelle de la caméra, les réponses en fréquence des photodiodes et de l’amplificateur transimpédance ont été compensées. Par conséquence la résolution temporelle de la caméra atteint 450 ps quelque soit la longueur d’onde.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Électronique, électrotechnique et automatique
Mots-clés libres:caméra à balayage de fente ; technologie BiCMOS ; capteur optique ; imageur, résolution temporelle ; boucle à verrouillage de délai ; ligne à retard contrôlée en tension ; amplificateur transimpédance.
Sujets:CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 620 Sciences de l'ingénieur > 621 Génie mécanique. Physique appliquée > 621.3 Electrotechnique, éclairage, électronique, télécommunications > 621.38 Électronique et télécommunications
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences appliquées > 620 Sciences de l'ingénieur > 621 Génie mécanique. Physique appliquée > 621.3 Electrotechnique, éclairage, électronique, télécommunications > 621.38 Électronique et télécommunications

UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-9 Electronique, automatique, électrotechnique, génie électrique
UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-21 Ingénierie et technologies
Code ID:2322
Déposé le :10 Février 2012

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