SPAD - le capteur du futur

chrismlt · 27 juin

Salut tous,

Ce n'est pas nouveau à proprement parler, puisque la technologie est en développement depuis au moins deux décennies au niveau industriel, et est sans doute présente dans les labos les plus pertinents depuis bien plus longtemps que cela encore.

Je suis pourtant persuadé que c'est l'avenir de l'imagerie, en astronomie/astrophysique, mais pas uniquement. La médecine, la biologie, l'environnement, le secteur de l'armement, la sécurité, les transports, l'industrie en sa globalité, etc, sont ou seront impactés à terme.

Pratiquement une révolution, sinon un changement de paradigme.

Cela s'appelle : single-photon-avalanche-diode-based, ou SPAD.

Autrement dit, un capteur d'une extraordinaire sensibilité, grâce à une démultiplication secondaire des photons entrants (qui n'est pas sans rappeller le fonctionnement des premières caméras électroniques de type Lallemand dans les années 50), qui non content de cette performance déjà fort intéressante, permet en outre un comptage photon par photon, avec datation de l'instant d'arrivée sur le capteur, au quart de pouillème de pico-nano seconde près. Est-il nécessaire de signaler, en outre, que le SPAD fournit des mesures extrêmement peu bruitées, sinon totalement dépouvues de bruit ?

https://en.wikipedia.org/wiki/Single-photon_avalanche_diode

Une requête sur ADS/NASA ramène déjà plus de 1300 papiers tous extrêmement techniques.

https://ui.adsabs.harvard.edu/search/fq=%7B!type%3Daqp%20v%3D%24fq_database%7D&fq_database=(database%3Aastronomy%20OR%20database%3Aphysics)&q=spad&sort=date%20desc%2C%20bibcode%20desc&p_=1

Un papier paru, cette semaine sur arxiv, a retenu mon attention, relatif à une observation de la récente occultation de Betelgeuse, faite avec un RC10'' muni d'une matrice SPAD de 64X64 pixels.

L'observation y est décrite point par point, et le tout parait absolument fascinant.

https://arxiv.org/abs/2406.14704v1

Tout cela nous ramène furieusement à l'émergence du CCD, dans le courant des années 80. Nul doute que nous ne sommes qu'au début de l'émergence de cette technologie, et qu'il faudra en reparler.

D'ici dix ans, au plus tard, le CMOS commencera à décliner, suplanté par le SPAD.

Canon a sorti, en 2023, une caméra de haute technologie utilisant le SPAD. Le capteur fait 1'' pour 2.1 Mp. Le prix ? 25000 Euros. Bagatelle ! Mais je gage que cela va très rapidement baisser, et que d'ici à cinq ans, au plus tard, une telle caméra – haut de gamme et encore onéreuse - sera insérée dans le PO de nos pionniers de l'imagerie astro. Puis ZWO, ensuite, s'engagera au travers de la brèche.

https://www.canon.fr/video-cameras/ms-500/

https://www.youtube.com/watch?v=6zYrqOox8FU

Qu'on associe à cela une mesure de l'énergie du photon incident, permettant une détermination de sa longueur d'onde, et la spectroscopie traditionnelle aura vécu.

On en prend RDV et on en recause ?

😉

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