La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

La présentation est en train de télécharger. S'il vous plaît, attendez

Les Intensificateurs d’Image

Présentations similaires


Présentation au sujet: "Les Intensificateurs d’Image"— Transcription de la présentation:

1 Les Intensificateurs d’Image
Thierry Midavaine Octobre 2004

2 Plan de la présentation
Introduction Les composants constituants et les types de tubes Les tubes et leur performances Les applications et composants dérivés

3 Bref historique Technologies des tubes à vide
1955 Les photomultiplicateurs Camera électronique de Lallemand 1965 Les intensificateurs d’image 1973 Les galettes de micro-canaux 1974 Les tubes de 2eme genération Les tubes vidicons intensifiés 1980 Les tubes de 3eme génération 1984 Les ICCD 1985 Super gen 1996 Les tubes de 4eme génération 1997 Hyper gen 1998 Les camera actives crénelées

4 Acronymes I2 ou II : Intensificateur d’Image ou Image Intensifier
IL: Intensificateur de Lumière ICCD Intensified Charge Couple Device, Dispositif à Transfert de Charge Intensifié EBCCD-EBCMOS-EBAPS Electron Bombarded CCD – CMOS CMOS Complementary Metal Oxyde Semiconductor APS Active Pixel Sensor Amplificateur de Brillance MCP Micro Channel Plate ou Galette de microcanaux TE Transfert d’Electrons 1ere gen Tube à lentille electrostatique 2nd gen Tube à galette de microcanaux 3eme gen Tube à photocathode en GaAs 4eme gen Tube sans film de protection ou Tube à photocathode à Transfert d’Electron

5

6

7 Niveaux d’éclairement nocturne
Aspect Ciel Eclairement Ph/s/m2 Eclairement en mLux Probabilité d’occurence 1 Très claire Pleine Lune sans nuage 1015 14% 2 Claire Pleine Lune et nuages 1012 24% 3 Intermédiaire Quartier de Lune sans nuage 1011 10 - 2 7% 4 Sombre Sans Lune sans nuage 109 2 – 0.7 27,5% 5 Très sombre Sans Lune et nuages 108 0.7 – 0.1 Sous bois Caves < 0.1

8 Principe de la jumelle IL

9

10 2 Les composants constituants et les types de tubes
2.1 Les photocathodes 2.2 L’amplificateur 2.3 L’écran 2.4 L’alimentation

11 Les photocathodes

12 Photocathodes paramètres unité 2nde gen 3eme gen
Sensibilité visuelle µA/lm Domaine spectral µm Sensibilité f() mA/W Rendement quantique 5%-10% 20%-40%

13 Rendement quantique des photocathodes

14 TE cathode photoresponse (measured at room temperature)
0.3 0.2 0.1 Experimental curve Calculated Wavelength (nm) 1500 1700 1000 900 Les caractéristiques spectrales de capteurs TEP-EB-CCD sont représentées sur cette figure. Cette courbe correspond à un capteur fonctionnant à température ambiante. Ces capteurs présentent une sensibilité spectrale allant de 0,95 µm jusqu’à près de 1,7 µm. Ce spectre est donc relativement large et surtout il est étendu vers les plus grandes longueurs d ’onde. Pour mémoire, le GaAs coupe aux environs de 0,95 µm. Pour le domaine spectral faisant l’objet de cette étude, lambda égal à 1,5 µm, des rendements quantiques de 20% ont été mesurés expérimentalement.  High Quantum Efficiency ~ 20 %  Large Spectral Range

15 Amplification par accélération des photoélectrons

16 La galette de microcanaux

17 Amplification dans le canal

18 Gain de la galette de micro canaux

19 Galette de micro-canaux
30 ans de progrés sur les micro-canaux Canaux de 6µm donne une capacité à 64pl/mm

20 La double focalisation de proximié

21 L’écran Electrons Ecran Diagramme de rayonnement

22 Ecran, réponse du phosphore

23 Tubes à double focalisation de proximité et fibres inverseuses

24 Alimentation du tube

25 Alimentation

26 3. Les tubes et leur performances
Les grandeurs utilisées Les performances des tubes Lecture des data sheets Les industriels

27 Les grandeurs utilisées dans les jumelles
L’objet observé : deux cas objet étendu, caractérisé par une Luminance L0 objet ponctuel non résolu, caractérisé par une Intensité I0 En entrée pupille nous avons un éclairement E1 L’image projetée par l’optique de diamètre D1 et de focale f1 sur la photocathode se caractérise par un éclairement E2 Le signal en entrée se caractérise par un éclairement E2 en lux ou en W/m2 ou encore en photons/s/m2 Le signal en sortie de tube se caractérise par une Luminance L3. L‘écran rayonne dans 2 sr. En sortie d’oculaire de diamétre D4 de focale f4 le signal se caractérise par un éclairement E4 Le gain global optique Go= E4/E2

28 Caractéristiques et choix
Photocathode: Diamètre utile : 11mm - 25mm – 80mm Fenêtre d’entrée, verre ou fibres réponse spectrale sensibilité Amplification nbre de mcp: 0, 1, 2, 3 Gain 102 – 107 Résolution, FTM (focalisation de proximité ou optique electrostatiques) Ecran de sortie Phosphore couleur, sensibilité , rémanence Fenêtre de sortie verre, fibre droite, fibre inverseuse, Surface plane, concave

29 Performances globales du tube
Rapport signal sur bruit (sans dimension) Défini sur un éclairement Eclairement équivalent au Bruit Capacité au comptage de photon Résolution / FTM Paire de ligne par mm (lp/mm) avec une attenuation d’amplitude Sensibilité de la photocathode (µA/lm ou mA/W) Rendement quantique en fonction de la longueur d’onde Qualité image Gain Luminance d’écran Durée de vie MTTF (Mean Time To Failure) en heures

30 Gamme de produits Photonis

31 Data sheet d’un tube :

32

33

34

35

36

37 ITT

38

39

40

41 Applications Vision de nuit Spectroscopie
Militaire : infanterie (déplacement et visée), pilote helico et avion, épiscope char Civil : chasse, navigation de plaisance, surveillance, convertisseur IR/visible Spectroscopie Imagerie par fluorescence (biologie) Astronomie Radiologie Contrôle de semi-conducteurs Imagerie active

42 Lucie Magnification 1 FOV 51° Gain 2000
LUCIE : Light & Compact Intensifier Equipment Magnification 1 FOV 51° Gain 2000 Resolution 1 mrd/pl with XD4, hypergen or 3rd gen. tube Focusing 20 cm to infinity Interpupillary distance 56 to 74 mm Eye relief 20 mm min. Dioptric adjustment -5 dp to +3 dp Goggle weight 440 g (incl. battery)

43 Caméra intensifiée Tube vidicon intensifié

44 Couplage en sortie des tubes AREA ARRAYS WITH FIBER OPTIC FACE PLATE
APPLICATIONS Coupling to image intensifier Laser imaging Scintillator coating by the customer MAIN FEATURES 5 µm fibers with extra mural absorption 1/1 ratio or tapers (demagnifying fibers) Applicable to any TCS area array.

45 CCD intensifié

46 Les EBCCD Advantage of EB-CCD Technology:
Clock and bias Photoelectrons Image Photons Photocathode Video output Allows a very high gain by multiplication of the electrons generated by the TEP photocathode Qu’est-ce que la technologie de photocathode à transfert d’électrons et quel est son avantage? Cette technologie est basée sur la possibilité de transférer des électrons depuis certains puits d’énergie de la bande de conduction de semiconducteurs, tels que InP, InGaAsP et GaAs, vers d’autres puits d’énergie L ou X par l’intermédiaire d’un champ électrique appliqué. Cette technologie de transfert d’électrons a été développée par la société Intevac et permet d’étendre la sensibilité spectrale jusqu’à des longueurs d’onde de 1,7 µm. Elle est donc parfaitement adaptée à l’utilisation de sources émettant autour de 1,5 µm. Qu’est-ce que la technologie EB-CCD et quel est son avantage? Cette technologie est schématisée sur cette figure. Une tension électrique continue est appliquée entre la photocathode et la surface du CCD. Cette différence de potentiels, typiquement de l’ordre de quelques centaines à quelques milliers de Volt, permet d’augmenter considérablement le nombre d’électrons frappant le CCD. Des gains supérieurs à ont été obtenus. Cette technologie permet donc d’obtenir des images présentant un bien meilleur rapport Signal à Bruit que celles obtenues à partir de tubes à intensification d’images. Enfin, cette technologie permet de faire simplement du « gating » par application de la tension d’amplification en synchronisation avec la réception des photons issus de la rétro-diffusion de la cible observée.

47 EBCMOS Intevac


Télécharger ppt "Les Intensificateurs d’Image"

Présentations similaires


Annonces Google