Utilisation de capteurs CMOS rapides pour l'imagerie X à très haute sensibilité - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2012

Use of swift CMOS sensors for X ray imaging with high sensitivity

Utilisation de capteurs CMOS rapides pour l'imagerie X à très haute sensibilité

Abstract

This work investigates the potential application of CMOS pixel sensors, designed for particle tracking, for the detection of X rays. We explain how the image definition can be improved exploiting the single photon counting technique. An experimental system, based on an X ray source, is developed to measure the single point resolution of photons. Thanks to a full GEANT4 simulation of the device, the evaluation uncertainty is predicted to be 2 µm. We apply our method to the direct detection of low energy (< 10 keV) X rays by a CMOS pixel to measure a spatial resolution of 52 lp/mm. For higher energies, an hybrid device, coupling a CSi(Tl) highly segmented crystal with a CMOS sensor, is used. The spatial resolution reaches in this case 15 lp/mm. A detailed simulation study demonstrated that this limited performance is related to the characteristics of the light emitted by the crystal.
Cette étude évalue le potentiel, comme détecteur de rayons X, des capteurs à pixel CMOS conçus pour la trajectométrie des particules chargée. Nous démontrons l’intérêt de la construction d’une image par comptage de photons uniques pour la définition de celle-ci. Un dispositif exploitant une source X est développé pour mesurer la résolution spatiale sur l’impact des photons. Une simulation complète sous GEANT4 montre que le système permet d’estimer cette résolution avec une incertitude de 2 µm. L’application du protocole caractérise la détection directe des rayons X de basse énergie (< 10 keV) par un capteur CMOS avec une résolution de 52 lp/mm. Une méthode de détection indirecte, couplant un cristal de CsI(Tl) finement segmenté au capteur CMOS, est employée pour les énergies supérieures à 10 keV. La résolution spatiale dans ces conditions atteint 15 lp/mm. Une simulation détaillée explique cette performance limitée par les caractéristiques d’émission de lumière du cristal employé.
Fichier principal
Vignette du fichier
bachaalany_mario_2012_ED182.pdf (2.48 Mo) Télécharger le fichier
Origin Version validated by the jury (STAR)
Loading...

Dates and versions

tel-00955895 , version 1 (05-03-2014)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00955895 , version 1

Cite

Mario Bachaalany. Utilisation de capteurs CMOS rapides pour l'imagerie X à très haute sensibilité. Autre [cond-mat.other]. Université de Strasbourg, 2012. Français. ⟨NNT : 2012STRAE047⟩. ⟨tel-00955895⟩
331 View
931 Download

Share

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More