Conception d'une caméra à balayage de fente intégrée basée sur un système de comptage de photon unique résolu en temps
Langue Anglais
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Auteur : Malass, Imane
Date de soutenance : 13-05-2016

Directeur(s) de thèse : Uhring, Wilfried Patrick - Le Normand, Jean-Pierre

Président : Calmon, Francis
Rapporteur(s) : Calmon, Francis - Charbon, Edoardo
Membre(s) du jury : Normand, Stéphane - Dumas, Norbert

Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
École doctorale : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
 
Discipline : Micro et nanoélectronique, optoélectronique
Classification : Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres : Caméra à balayage de fente, TCSPC, Photodiode à avalanche, TDC, TAC, DLL
Mots-clés :
  • Caméras à balayage de fente
  • Capteurs d'images CMOS
  • Analyse temporelle
  • Traitement du signal
Résumé : Nous présentons une caméra à balayage de fente intégrée basée sur un système de comptage de photon unique résolu en temps (TCSPC-SC) employant l'architecture linéaire « streak » pour surmonter la limitation de l'espace inhérent aux systèmes TCSPC bidimensionnels. Cette solution permet l'intégration de fonctionnalités électroniques complexes dans les pixels sans l'inconvénient d'un faible facteur de remplissage conduisant à une faible efficacité de détection. Le TCSPC-SC se compose de deux blocs principaux: une photodiode à avalanche (SPAD) et un bloc de mesure de temps, les deux blocs sont intégrés en technologie 180 nm CMOS standard. La structure de la SPAD utilisée a été sélectionnée parmi 6 structures différentes après un processus de caractérisation précise et approfondie. Le bloc de mesure du temps se compose d'un TOC hybride capable d'atteindre des résolutions de temps élevées et ajustables avec une large dynamique de mesure grâce à un système de conversion de temps (TOC) hybride qui combine l'approche analogique basée sur un convertisseur de temps vers amplitude(TAC), et les approches numériques utilisant une boucle à verrouillage de retard (DLL) et un compteur numérique. Le TOC hybride a été spécialement conçu pour être utilisé dans un système TCSPC qui intègre une ligne de TOC nécessitant ainsi une conception appropriée pour limiter la consommation d'énergie et la surface d'occupation et parvenir à une architecture flexible et facilement extensible. Suite à la conception et la réalisation de ces deux blocs dans une technologie180 nm CMOS standard, une structure de test de la caméra à balayage de fente (TCSPC-SC) qui englobe 8 unités a été réalisée dans le but final de mettre en œuvre un modèle TCSPC-SC complet et plus large.
 
Type de contenu : Text
Format : PDF
 
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2016STRAD001
Type de ressource : Thèse