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II. La caméra Spirit





La caméra SPIRIT est une caméra ultra-rapide avec un taux de répétition des fenêtres temporelles élevées. Elle intègre une source laser, avec impulsions, de l'ordre de la picoseconde.

Paramètres de la caméra :

  • largeur des fenêtres temporelles : 200 ps,
  • fréquence des impulsions : 100 MHz.


C'est un instrument complet et autonome permettant la spectroscopie résolue en temps ainsi que des mesures de fluorescence.

La source de lumière est composée de 4 diodes laser, fonctionnant en mode séquentiel, pilotées par un générateur d'impulsions électriques. L'impulsion lumineuse ainsi générée est couplée à une fibre et éclaire la zone voulue.

Dans ces conditions, les photons diffusés par les différents milieux se situant dans la zone éclairée sont détectés par une caméra vidéo pouvant capturer jusqu'à 25 images par secondes.
Cette caméra acquière alors les images de l'écran d'un intensificateur dont la photocathode est obturée par des impulsions électriques d'une centaine de picosecondes.

Le système ainsi décrit permet alors d'obtenir une image selon une porte temporelle d'une centaine de picosecondes.

Afin de commander tous les dispositifs du système, on utilise un séquenceur qui va permettre de générer les signaux de déclenchement :

  • des impulsions pour les diodes laser,
  • des portes temporelles pour l'intensificateur,
  • des lectures d'images pour la caméra vidéo.



Grâce à l'accumulation de N impulsions lumineuses, on forme une image vidéo de quelques millisecondes.

Ces impulsions lumineuses sont intégrées durant des portes temporelles répétées avec le même décalage temporel T0, ceci permettant d'améliorer la sensibilité de la mesure. On veillera toujours à s'assurer que le déclenchement des différents dispositifs est maintenu à un niveau inférieur à 20 ps.
De la même manière, on forme la deuxième image en retardant les portes temporelles d'un pas de 100 ps. Ce processus peut être réitéré M fois.

On reconstitue alors les profils de sortie des photons en effectuant un balayage de la porte temporelle. On considère qu'une dizaine d'images est nécessaire afin de reconstruire efficacement les profils de sortie des photons. On peut aussi sélectionner les photons selon leur temps de vols au sein des tissus traversés.

Comme dit précédemment, les diodes fonctionnant en mode séquentiel, cela permet de réaliser des images à plusieurs longueurs d'ondes.





I. Mise en situation
II. La caméra Spirit
III. Expression des besoins et Budget
IV. Résultats.