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À la découverte des capteurs CMOS. 1.Un capteur CMOS cest quoi ? Une nouvelle technologie de détecteur à pixels.

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1 À la découverte des capteurs CMOS

2 1.Un capteur CMOS cest quoi ? Une nouvelle technologie de détecteur à pixels

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

4 2.Comment ça fonctionne ?

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

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

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

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

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

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

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

12 Imagerie 3. À quoi ça sert ?

13 Imagerie vs Trajectométrie Trajectoire en 3D despaceTrajectoire en 2D despace + 1D de temps La physique des particules reconstruit des trajectoires dans lespace espace Une caméra image la position dune source dans le temps temps Les capteurs de trajectométries doivent détecter des particules uniques La sensibilité aux particules unique apporte : une dynamique infinie une meilleure précision de limage 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

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

15 Un groupe pionier pour la trajectométrie 4. Les capteurs CMOS à lIPHC

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

17 Plus de 30 capteurs conçus et testés depuis 1999 Centre de CAO 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. Industrie: SAGEM PHOTONIS

18 fin


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