Note ABES Versatile time-correlated single photon counting system and applications Système polyvalent de comptage de photons uniques corrélés en temps et applications Convertisseur temps-numérique TDC Comptage de photons uniques corrélé en temps TCSPC FPGA Fluorescence Durée de vie de la fluorescence FLT Tri de microgouttelettes Time-to-digital converter TDC Time-correlated single photon counting TCSPC Field-programmable gate array FPGA Fluorescence Fluorescence lifetime FLT Microfluidics Microdroplet screening Microdroplet sorting 537.36 621.365 Photons uniques Photons -- Corrélation Photonique Dans cette thèse, nous présentons un système TCSPC polyvalent sur une plateforme SoC-FPGA à faible coût, capable de mesurer des signaux optiques avec haute sensibilité, résolution et précision. Nous proposons deux conceptions de TDC, un système efficace de transfert de données, et un programme C qui s’exécute sur un processeur embarqué. Nous introduisons également une nouvelle méthode de calibration et une méthode robuste pour la détection de microgouttelettes en microfluidique. Les performances du système ont été évaluées en résolution, précision, et stabilité. Le système a été utilisé dans quatre applications dans les domaines environnementale, biologique et astronomique : capteur de pollution de l’eau, capteur de turbidité, criblage et tri de microgouttelettes et caractérisation de la lumière parasite dans les optiques spatiales. Le système réalise des mesures TCSPC de haute performance et avec flexibilité pour diverses applications. In this thesis, we present a versatile TCSPC system on a low-cost SoC-FPGA platform that can measure periodic optical signals with high sensitivity, resolution and precision. We propose two TDC designs, an efficient data transfer design, and a data processing C program that runs on an embedded processor. We also introduce a novel calibration method for asynchronous TDCs and a robust method for the detection of microfluidic droplets. The system performance was evaluated in terms of resolution, precision, accuracy and stability. The system was employed in four different applications in environmental, biological, and astronomical fields; water pollution sensor, turbidity measurement, microdroplet screening and sorting, and stray light characterization in spatial optics. The results showed that the system can achieve high-performance TCSPC measurements at low cost and high flexibility for various applications. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 6252049 Université de Strasbourg Strasbourg 2024-12-31 application/pdf 5996219 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2023/KHADDOUR_Wassim_2023_ED269.pdf http://www.theses.fr/2023STRAD041/abes Khaddour Wassim 1982-01-01 FR 264286251 0EFB1S03MG0 21716975 4200020 https://theses.fr/2023STRAD041 2023STRAD041 https://doi.org/10.70675/3285de63z7590z42deza9f0z08571243b2d7 2023-09-21 Électronique, microélectronique, photonique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Madec Morgan MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 135406242 Uhring Wilfried Patrick MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 072149469 Desgreys Patricia MADS_PRESIDENT_DU_JURY 11352479X Griffiths Andrew D. MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 142400785 Dadouche Foudil MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 122907396 Dumas Norbert MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 183790065 Ginhac Dominique MADS_RAPPORTEUR_1 117519561 Feruglio Sylvain MADS_RAPPORTEUR_2 098578944 École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 269 156504863 Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 260728 176969721 ddc:530 ddc:620 Madec Morgan Uhring Wilfried Patrick Desgreys Patricia Griffiths Andrew D. Dadouche Foudil Dumas Norbert Ginhac Dominique Feruglio Sylvain École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....) Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....) PDF 6252049 confidentialité 2023-09-21 2028-09-30 confidentialité 2023-09-21 2028-09-30 confidentialité 2023-09-21 2028-09-30 confidentialité 2023-09-21 2028-09-30