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Le thème Physique

Au sein de l’ISAE-SUPAERO, le département d’Électronique, Optronique et Signal (DEOS) développe des compétences en traitement du signal, traitement de l’information et analyse des données.

En enseignement comme en recherche, le DEOS s’intéresse à la chaîne complète de traitement de l’information. Cela implique la conception de capteurs et d’instruments, la mise en forme et la transmission du signal, l’analyse des données et leur utilisation dans des cadres d’applicatifs de pointes du domaine aéronautique et spatial.

Le thème Physique

La physique de la photo-détection s’intéresse à comprendre et à modéliser entre autres :

  • La génération des charges dans le silicium
  • Le transfert des charges jusqu’au point de collection (la photodiode), ainsi que la maitrise des parcours de collection pour éviter la diaphonie
  • L’origine du courant d’obscurité afin d’essayer de le réduire
  • Comment dessiner une photodiode en tenant compte des matériaux utilisés afin de maximiser sa sensibilité, réduire le courant d’obscurité, maximiser sa capacité totale de collection…
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Les moyens permettant de comprendre ces phénomènes, voir de les prédire sont la modélisation analytique, la simulation physique maillée (TCAD), et surtout la confrontation avec des données expérimentales obtenues par des structures de test ou sur des imageurs complets.

Illustration du problème de diaphonie. La figure ci-dessous montre les conséquences de la diaphonie, qui a pour origine le fait qu’un électron généré exactement sous un pixel donné diffuse et est capturé par un pixel voisin. Il s’en suit une baisse de netteté de l’image.

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- Nanostructures optiques et capteurs d’images CMOS : Amélioration de la photodétection ou de fonctionnalités (filtres spectraux, polarisation) à l’aide de nanostructures intégrées directement au niveau de chaque pixel. Les structures étant soit intégrées dans le flot de production ou reportées en haut du capteur.

- Moyens utilisés  : Modélisation électromagnétique par ondes couplées, différences finies (Meep, Lumerical FDTD)

- Exemples de microlentilles planaires intégrées

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