2020-06-03

Espace et défense

Au cours des derniers siècles, l’exploration spatiale a toujours recherché la technologie d’imagerie à faible flux lumineux la plus avancée et adopté bien des produits innovateurs dans le but de poursuivre sa découverte incessante du cosmos.

Le potentiel immense de cette technologie ne commence qu’à voir le jour et on se doit de pleinement l’appréhender. Les applications suivantes d’EMCCD au sol et dans l’espace ne sont que la pointe de l’iceberg.

Espace et défense
Crédit: NASA
Pour les applications qui ne sont pas limitées par le bruit quantique (shot noise), un instrument d’imagerie comportant le bruit de lecture le plus faible possible est primordial pour des acquisitions de haute qualité. À cet effet, le bruit de lecture de moins d’un électron que présente un EMCCD est idéal pour de telles applications. Toutefois, étant donné la nature stochastique du gain EM qui permet un si faible bruit de lecture, le EMCCD est affecté par une autre source de bruit, l’ENF. Ce dernier présente le même effet sur le rapport signal sur bruit (RSB) que si l’efficacité quantique était réduite de moitié.

Afin de récupérer la pleine capacité du EMCCD, on peut opérer le système en mode comptage de photons dans lequel seulement un photon par pixel peut être observé. Pour une plage dynamique plus étendue, les images peuvent être superposées et seuillées en conséquence. Pour ce faire, les observations doivent être effectuées à de très faibles flux de lumière ou à de hautes vitesses. Cependant, dans de telles conditions, l’injection de charge (CIC pour clock-induced charges) devient la source de bruit dominante du EMCCD. Or, le mode comptage de photons est complètement inefficace avec une injection de charge élevée et un gain insuffisant.

Dès le départ, le contrôleur CCCP des caméras Nüvü™ a été développé dans l’objectif de maîtriser efficacement la principale source de bruit en comptage de photons : l’injection de charge. Le CCCP (contrôleur CCD pour compter les photons) de Nüvü Camēras répond aux besoins des astronomes contemporains en réduisant significativement le CIC, ce qui permet une utilisation efficace d’un gain plus élevé et fait une différence clé dans les performances d’imagerie.

Avec une telle réduction du bruit, il n’y a presque pas d’inconvénients à prendre des images à haute résolution et à ensuite les traiter dans le but de choisir la résolution spectrale et/ou le RSB désiré. De fait, ce processus est en train de changer la façon dont les astronomes utilisent la spectroscopie, puisqu’on peut maintenant choisir de traiter les images temporellement ou encore spectralement avec n’importe quelle précision, tout en suivant les phénomènes dynamiques à plus grande échelle à même les images à haute résolution originales.