MICRO-523 Optical detectors

Vidéo de présentation (version 2012, en français)

Résumé:

Les étudiants analysent les caractéristiques fondamentales des détecteurs optiques. Les détecteurs thermiques, photoémissifs, les photodiodes et les capteurs infrarouges leur sont familiers. Les caméras CCD et CMOS sont analysées en détail. La détection de photons singuliers est expliquée.

Objectifs d'apprentissage:

A la fin de ce cours l'étudiant doit être capable de:

  • Analyser les caractéristiques de base et les principes de détection utilisés dans les capteurs optiques.
  • Développer les modèles physiques pour les différents photodétecteurs.
  • Formuler les équations fondamentales décrivant les comportements des capteurs optiques.
  • Optimiser le pixel photosensible.
  • Concevoir des caméras adaptées aux diverses applications optiques.
  • Interpréter les datasheets des détecteurs optiques du commerce
  • Résumer un article ou un rapport technique.

Contenu

  • Introduction: Radiations électromagnétiques, quantités radiométriques, interactions lumière/matière, classificationd es détecteurs, sources de bruit, détectivité.
  • Méthodes optiques : exemples choisis: Détection synchrone et interférométrie, senseurs de position, images 3D, optique de Fourier et microscopie.
  • Détecteurs thermiques: Relations de base, bolomètres, thermocouples, détecteurs pyroélectriques, applications.
  • Détecteurs photoémissifs: Photoeffet externe, photodiode à vide, photomultiplicateurs, microcanaux, applications.
  • Détecteurs Photovoltaïcs: Photodiodes (p-n, p-i-n, shottky), photodiodes avalanches, sources de bruit, limites ultimes pour les détecteurs photovoltaïcs.
  • Photodiodes ultra-rapides: interface électronique, bande passante, travelling wave photodiodes, Bit-Error-Rate et diagramme en oeil, applications télécom.
  • Caméras CCD: capteurs à couplage de charge (CCD): principe CCD et composants. Transport de charge et architecture du senseur CCD.
  • Caméras CMOS: détection, photodiode en CMOS, architectures traditionnelles à base de photodiodes MOS, bruit dans les système de photodétection, APS.
  • Détecteurs infrarouges: Photoconducteurs, Caméras MCT, QWIP.
  • Détection de photons singuliers: PMT et comptage de photons, Intensified CCD, electron bombarded CCD, electron multiplying CCD, effet avalanche et SPAD.

Mots-clés

Photodétecteurs, Photodiodes, caméras CCD, caméras CMOS, photons singuliers