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Accueil > Séminaires > Archive des séminaires d’Utinam > Archive des séminaires de physique (jusqu’en 2011) > 2008

Comptage de photons avec une caméra EMCCD

par Edith Burgey -

Eric Lantz

Institut FEMTO-ST Département d’Optique

Jeudi 12 juin 2008

Résumé : Nous proposons et avons testé expérimentalement une stratégie pour s’affranchir du bruit poissonien ajouté par une caméra EMCCD, du fait de son gain aléatoire. Ce bruit s’ajoute au bruit de photons (shot noise). L’idée est d’acquérir plusieurs images (au minimum 10), de façon à obtenir dans les zones faiblement éclairées beaucoup moins d’un photon par pixel et par image individuelle. En combinant par estimation bayésienne l’information issue de la somme des images et un seuillage sur les images individuelles, on montre qu’il est possible d’éliminer 60 % du bruit de mesure dans les zones faiblement éclairées, tout en conservant toute la dynamique de la caméra, c’est à dire une détection de type proportionnel ajoutant un bruit poissonien dans les zones où les images individuelles comportent beaucoup plus d’un photon par pixel. Le chiffre de 60% pourrait avoisiner 100% pour une caméra EMCCD idéale, c’est à dire avec un gain aléatoire, mais un bruit de lecture et d’horloge négligeable.
L’estimateur utilisé est biaisé et je montrerai sur un exemple simple en quoi un estimateur biaisé peut être (nettement) plus performant qu’un estimateur non biaisé.

L’algorithme proposé semble bien adapté aux techniques d’observation au sol où les caméras EMCCD sont utilisées pour faire un grand nombre d’images avec un temps de pose très court, de façon à post sélectionner les images où la dégradation due aux fluctuations atmosphériques est minimale (lucky imaging).