Un point crucial de la mesure est la synchronisation entre l’évènement lumineux à observer et la génération de la tension de déflexion. En effet, lors d’une mesure cumulative sur l’écran de phosphore si la gigue temporelle, ou jitter, affecte le signal de balayage un étalement de la trace et donc une dégradation de la résolution temporelle
apparait. Le jitter est défini de manière intuitive comme une fluctuation temporelle par rapport à une période définie. Dans notre cas, on observe la génération de la déflexion légèrement en avance ou légèrement en retard par rapport à l’instant attendu. Dans l’exemple de l’acquisition d’un train d’impulsions d’une période T0, on peut clairement voir grâce à la figure II-14 que l’addition des traces élémentaires amène à l’observation d’une impulsion plus large.
Figure II-14 : Exemple d’étalement de la mesure dû au jitter de synchronisation Tout comme pour la résolution temporelle (cf (eq. II.5)), le jitter de synchronisation peut être décomposé en plusieurs contributions :
2 2 2
synchro déflexion trig bruit laser
Dans l’expression ci-dessus, le terme tdéflexion correspond au jitter intrinsèque au système de déflexion. Ce terme dépend directement du mode de fonctionnement de la caméra puisqu’il est dû à l’électronique générant la tension de balayage. La contribution du module de déclenchement fournissant le signal d’acquisition à la caméra est notée ttrig. Différentes techniques sont possibles pour la génération de ce signal. La plus courante est de convertir le train d’impulsions lumineuses en un train d’impulsions électriques grâce à une photodiode et de réaliser une mise en forme de ce signal avant de l’envoyer vers le module de balayage. Le chapitre III consacré au développement d’un déclencheur à fraction constante détaillera les limitations causées par les modules de déclenchement (Wlotzko, 2014). Enfin tbruit laser décrit le jitter provoqué par les différents bruits de la source lumineuse utilisée, en général un laser, à travers le système de mesure complet (Wlotzko, 2015). En effet, le bruit de phase ainsi que le bruit d’amplitude du laser a un impact important sur la synchronisation de la caméra comme nous le verrons dans le chapitre IV. Il est important de noter que les bruits décrits dans cette partie ne sont à considérer que lors d’une mesure cumulative d’un signal répétitif. Lors d’une acquisition simple coup, c’est-à-dire qu’une seule impulsion lumineuse est capturée grâce à un unique balayage, ces bruits de synchronisation ne dégradent pas la résolution temporelle.
5. Conclusion
La caméra à balayage de fente est un appareil de mesure complexe dont les caractéristiques dépendent de nombreux éléments la constituant. Parmi ces caractéristiques la résolution temporelle est l’attribut le plus souvent mis en avant. La fente statique qui dépend de l’optique d’entrée, la focalisation photoélectrique ainsi que le système de lecture constitue un premier facteur limitant cette résolution. Associée à la vitesse de balayage maximale, il est possible de déterminer la résolution optimale atteignable. Différents effets physiques liés à la géométrie du tube, la photocathode ou
encore au nombre d’électrons dans le tube limitent les performances de la caméra lors du balayage. Il est compliqué d’avoir un réel impact sur les contributions précédemment citées sans changer de manière fondamentale les caractéristiques du tube à balayage. D’un point de vue extérieur au tube, la synchronisation entre les évènements lumineux à capturer et la génération de la tension de déflexion correspond à une autre contribution importante à la limitation de la résolution temporelle. Cet impact induit par le module de balayage, le déclencheur ainsi que les bruits du laser utilisé peut être significatif et est étudié de manière approfondie dans les chapitres III et IV.
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