À la découverte des capteurs CMOS

1. À la découverte des capteurs CMOS

2. 1.Un capteur CMOS c’est quoi ? Une nouvelle technologie de détecteur à pixels

3. 20 m Un capteur (1 million de pixels) Un cheveu au microscope à la même échelle 0.5 millimètres Le prototype placé sur son support de test 15 cm Un pixel Zoom sur une partie du capteur, on voit se dessiner les pixels Les capteurs sont conditionnés sur des galettes de silicium (33 capteurs) moi

4. 2.Comment ça fonctionne ?

5. - - - - - - - - - - - Elle libère des charges électriques, qui sont piègées par le collecteur (chargé positivement) La particule traverse le capteur. Découpons un pixel. Regardons ce qui le compose et ce qui se passe lorsqu’une particule le traverse Les charges collectées sont prétraitées et le signal est amplifié moi Électronique de prétraitement du signal Collecteur Couche sensible au passage des particules Substrat (support non sensible)

6. Pixel touché Amplitude du signal Numéro pixel colonne Numéro pixel ligne La position de l’impact de la particule sur le capteur est déterminée avec précision La particule traverse le capteur Contrôles et analyses Les informations de chaque pixel sont transmises au PC moi On détermine la position précise du passage de la particule

7. Déterminer la trajectoire des particules 3. À quoi ça sert ?

8. e+ 10 cm e- 25 cm 5 couches de détecteurs disposées en cylindre Les capteurs pourront être utilisés pour construire le détecteur de trajectoires le plus proche de la collision moi moi

9. Pour construire un détecteur de trajectoires On commence par fabriquer une échelle de capteurs Support en fibre de carbone Les échelles de capteurs sont disposées en cylindre moi

10. Un détecteur de trajectoires La collision entre les particules a lieu ici. Elle crée de nouvelles particules qui sont émises dans toutes les directions Les échelles de capteurs sont disposées en cylindre e- e+ 10 cm moi moi

11. Connaissant la position du passage des particules avec une haute précision, l’informatique nous permet de reconstruire les trajectoires de toutes les particules dans le détecteur moi

12. Imagerie 3. À quoi ça sert ?

13. La physique des particules reconstruit des trajectoires dans l’espace Une caméra image la position d’une source dans le temps espace temps • La sensibilité aux particules unique apporte : • une dynamique infinie • une meilleure précision de l’image • la réduction du bruit Une tête de cafard vue avec de la lumière synchrotron (rayons X de 5.2 keV) en utilisant un capteur CMOS Les capteurs de trajectométries doivent détecter des particules uniques Imagerie vs Trajectométrie Trajectoire en 3D d’espace Trajectoire en 2D d’espace + 1D de temps

14. Les photons frappent la photocathode et sont convertis en électrons Les électrons sont accélérés par le champ électrostatique Détecter des photons uniques en lumière visible Cellule de racine de muguet observé au microscope de fluorescence combiné avec une caméra EBCMOS Les éléctrons accélérés sont détectés individuellement par le capteur CMOS

15. Un groupe pionier pour la trajectométrie 4. Les capteurs CMOSà l’IPHC

16. Etudes collection de charges & technologies - démonstrateurs Proto taille réticulaire – Etude rendement Reticule 2x 2 cm 2006 Pixel Array Mimosa22 Discriminators Zero Suppression Suze 2007 Sara 2006 2008 2007 Bias Readout Circuits fials - Intégrations des sous-ensembles Compression des données – Numérisation Les cqpteurs MIMOSA : une évolution cohérente 1999 Production

17. Industrie:SAGEM PHOTONIS Collaborations: The USA:Fermi Nat. Lab. Brookhaven Nat. Lab. L.Berkeley Nat. Lab. Europe:France: Lyon Uni., CEA Germany: DESY, GSI, Frankfurt Uni. Italian subatomic physics lab. (INFN) Switzerland: CERN, Geneva Uni. Chine:Dalian Uni. Xian Uni. Plus de 30 capteurs conçus et testés depuis 1999 Centre de CAO

18. fin