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  • Microscopie hyperspectrale : Des nouvelles possibilités pour l’imagerie cellulaire et l’inspection des semi-conducteurs

    Microscopie hyperspectrale : Des nouvelles possibilités pour l’imagerie cellulaire et l’inspection des semi-conducteurs

    Alors que la microscopie à fluorescence s’est traditionnellement concentrée sur le spectre visible, l’avènement des appareils photo numériques sensibles aux longueurs d’onde au-delà du spectre visible a ouvert un éventail de possibilités dans les gammes ultraviolette et infrarouge.

    Microscopie proche infrarouge (NIR) pour l’imagerie de cellules vivantes

    Protégez vos cellules vivantes, simplifiez vos protocoles expérimentaux et obtenez des données plus précises grâce à la microscopie proche infrarouge (NIR) et à ondes courtes (SWIR). Les photons infrarouges, de plus faible énergie et de plus grande longueur d’onde, sont moins cytotoxiques que les photons de plus courte longueur d’onde et de plus haute énergie présents dans les bandes visible et ultraviolette du spectre. En évitant la phototoxicité indésirable, les cellules peuvent être étudiées plus longtemps. La microscopie NIR permet de gagner du temps, de réduire les coûts et de simplifier les procédures en éliminant le recours à des marqueurs bioluminescents complexes codés génétiquement, tels que la luciférase, dans de nombreuses études sur cellules vivantes.

    Choisir le bon système optique pour la microscopie NIR

    Pour des performances optimales, il est recommandé d’utiliser des objectifs optimisés pour l’infrarouge. Consultez le diagramme de transmission (fig. 2) de l’objectif dans sa fiche technique afin de vérifier que les longueurs d’onde que vous souhaitez utiliser transmettent une quantité de lumière suffisante. La faible intensité des signaux de fluorescence implique que même une légère diminution de l’efficacité de transmission de l’objectif aura un impact direct sur la durée d’exposition nécessaire à une détection fiable. Des temps d’exposition plus longs se traduisent par un débit réduit.

    Figure 2. Courbes de transmission infrarouge de l’objectif Nikon Plan Acromat recommandé pour l’imagerie infrarouge et de l’objectif Plan Acromat standard. Ces courbes ne donnent pas à elles seules une image complète. Consultez les recommandations du fabricant concernant les plages de longueurs d’onde nominales.

    Les fabricants peuvent également formuler des recommandations spécifiques concernant la plage de longueurs d’onde nominale des objectifs. Bien qu’un objectif puisse présenter une transmission acceptable pour une longueur d’onde donnée, il peut ne pas offrir une mise au point optimale ou produire des aberrations chromatiques indésirables s’il est utilisé en dehors de sa plage nominale.

    Outre les objectifs, les performances NIR d’un microscope dépendent également de sa lentille tubulaire. Sur de nombreux systèmes de microscopie, le remplacement des composants optiques peut s’avérer coûteux et complexe, voire impossible. La plateforme modulaire Nucleus® de Zaber simplifie la prise en main de l’imagerie NIR. L’installation d’une lentille tubulaire NIR prend moins d’une minute ! De même, l’ajout d’un éclairage NIR au système ne prend que deux minutes. Des modules d’éclairage avec les longueurs d’onde LED de votre choix sont disponibles sur demande.

    Figure 3. Courbe de transmission d’une lentille tubulaire optimisée pour l’infrarouge comparée à celle d’une lentille tubulaire standard. L’efficacité de transmission de la lentille tubulaire standard chute brutalement au-delà de 800 nm.

    À mesure que l’épaisseur du tissu entre la surface de l’échantillon et le plan focal augmente, le nombre de fluorophores hors foyer excités augmente également. La lumière émise par ces fluorophores hors foyer peut créer un voile qui rend difficile l’identification des signaux faibles. Les outils de traitement par IA, tels que ceux disponibles dans Viziview, permettent d’éliminer ce voile et d’améliorer le rapport signal/bruit.

    Sélection de la caméra pour la microscopie NIR

    Les performances des caméras CMOS et CCD dépendent de la longueur d’onde. Le pourcentage de photons incidents qui parviennent à arracher des électrons aux atomes de silicium de la photodiode du capteur d’image est appelé rendement quantique (QE). Aux longueurs d’onde supérieures à 850 nm, le rendement de la plupart des capteurs d’image CMOS est inférieur à 50 % (fig. 3).

    Figure 4. Courbe d’efficacité quantique d’une caméra sCMOS moderne et performante par rapport à des objectifs optimisés pour l’IR et l’UV. L’efficacité quantique maximale des capteurs d’image en silicium se situe généralement aux alentours de 525 nm.

    Cela nécessitera des temps d’exposition plus longs et/ou un gain de capteur plus élevé pour capturer des images d’une luminosité équivalente à celle des fluorophores émettant une lumière à des longueurs d’onde plus proches du rendement quantique maximal de votre caméra. Cet article de Zaber propose une analyse plus approfondie du choix de la caméra pour la microscopie.

    Considérations particulières relatives à la microscopie NIR

    La résolution spatiale maximale de vos images dans le plan XY diminue à mesure que les longueurs d’onde utilisées augmentent. Cette relation est décrite par la formule de résolution limite de diffraction d’Abbe : d = λ/(2NA).

    La résolution spatiale limitée par la diffraction dans le plan latéral est égale à la longueur d’onde divisée par deux fois l’ouverture numérique. Une discussion approfondie des avantages et des inconvénients des objectifs à différentes ouvertures numériques dépasse le cadre de cet article. Toutefois, en général, les objectifs à ouverture numérique plus élevée offrent une meilleure résolution spatiale et captent davantage de lumière, ce qui se traduit par des images plus lumineuses. En revanche, leur profondeur de champ est plus faible, ce qui peut constituer un avantage ou un inconvénient selon l’application.

    La longueur d’onde d’excitation élevée et les longueurs d’onde d’émission encore plus élevées des fluorophores NIR comme le Cy7 permettent une pénétration plus profonde dans les tissus, rendant possible la microscopie de fluorescence des cellules dans un microenvironnement plus naturel. Cependant, cette pénétration plus profonde peut entraîner une diminution du rapport signal/bruit.

    Figure 5. L’illumination NIR pénètre plus profondément dans les tissus. Cette meilleure pénétration peut entraîner l’excitation d’un plus grand nombre de fluorophores en avant et en arrière du plan focal. Bien que flous, ces fluorophores émettent une lumière qui crée un voile sur l’image, diminuant ainsi le rapport signal/bruit.

    Microscopie NIR et SWIR pour l’inspection des semi-conducteurs

    Les longueurs d’onde NIR et SWIR pénètrent plus profondément dans les substrats de silicium, faisant de la microscopie NIR un outil précieux pour le développement et le contrôle des semi-conducteurs. Les progrès réalisés en matière d’intégration et d’empilement des puces favorisent le développement de conceptions avancées à base de chiplets, susceptibles d’introduire des défauts sous-jacents tels que des interconnexions traversantes (TSV) mal alignées et des fissures dues aux contraintes d’encapsulation. La microscopie infrarouge permet de détecter ces défauts.

    Microscopie ultraviolette (UV) pour une résolution accrue

    Résolvez des détails plus fins grâce à la microscopie UV. La résolution spatiale accrue qu’offre l’imagerie UV est idéale pour les applications d’inspection de semi-conducteurs et de surfaces où la précision des détails est primordiale et où la phototoxicité n’est pas un problème. Les longueurs d’onde plus courtes de l’UV permettent une résolution spatiale supérieure à celle des longueurs d’onde plus longues du visible et de l’infrarouge. C’est l’inverse du phénomène observé pour l’infrarouge décrit précédemment. La microscopie UV est également fréquemment utilisée dans l’industrie pharmaceutique pour mesurer la dispersion des principes actifs dans les formulations et identifier les contaminants potentiels.

    La microscopie UV présente de nombreuses limitations similaires à celles de la microscopie NIR. Comme pour cette dernière, des objectifs spécifiques sont nécessaires, dotés de matériaux optiques et de revêtements optimisés pour la transmission des courtes longueurs d’onde. Les objectifs optimisés pour l’UV portent généralement la mention « Fluor » ou « Fluar » dans leur nom. Par exemple, la série CFI Plan Fluor de Nikon .

    Figure 6. Courbe de transmission de l’objectif optimisé Nikon Super Fluor UV comparée à celle de l’objectif standard.

    Optimiser un microscope pour des performances optimales dans l’ultraviolet (UV) est plus exigeant que pour le proche infrarouge (NIR). Les lentilles de tube, les illuminateurs et les caméras optimisés pour l’UV nécessitent des matériaux optiques et des traitements plus sophistiqués que pour les systèmes optimisés pour le NIR. Cela se reflète dans le coût de ces composants. Par exemple, un objectif Mitutoyo 50X de haute qualité, optimisé pour l’imagerie dans le spectre visible, coûte environ 3 500 USD, tandis qu’un objectif optimisé pour l’UV, avec le même grossissement et la même ouverture numérique, coûte environ 18 000 USD.

    Figure 7. Courbe de transmission d’une lentille tubulaire optimisée pour les UV comparée à celle d’une lentille tubulaire standard. L’efficacité de transmission de la lentille standard est pratiquement nulle pour les longueurs d’onde inférieures à 350 nm. L’efficacité de transmission de la lentille tubulaire optimisée pour les UV chute très rapidement pour les longueurs d’onde supérieures à 400 nm.

    Les photons UV de haute énergie peuvent endommager les matériaux biologiques. L’imagerie UV est déconseillée pour l’imagerie cellulaire en temps réel en raison de sa phototoxicité. Les yeux humains font également partie des matériaux biologiques sensibles aux UV. Il est impératif de respecter scrupuleusement les précautions d’usage lors de l’utilisation d’un microscope UV. Ne regardez jamais directement un échantillon éclairé par les UV sans protection oculaire adaptée ! L’éclairage UV peut également dégrader les adhésifs utilisés sur les guides de lumière liquides. Ces composants doivent être inspectés régulièrement et remplacés si nécessaire.

    La microscopie de fluorescence UV et NIR s’impose comme un outil essentiel pour les applications dans les domaines des semi-conducteurs et des sciences de la vie. La capacité d’imager des substrats de silicium avec une résolution accrue, voire en profondeur, et d’observer des cellules vivantes sur de longues périodes sans risque de phototoxicité constitue un atout précieux.

    Si la mise à niveau de nombreux systèmes de microscopie existants peut s’avérer complexe (et coûteuse), les microscopes modulaires, tels que la plateforme de microscopie automatisée modulaire Nucleus de Zaber, facilitent la prise en charge de l’imagerie infrarouge et ultraviolette. Des systèmes optiques et d’éclairage spécifiques à chaque longueur d’onde sont disponibles sur demande, avec des délais de livraison de seulement deux semaines, et peuvent être changés en moins de cinq minutes.

  • Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale ?

    Qu’est-ce que l’imagerie hyperspectrale ?

    Chaque décision dépend de notre capacité à observer, mesurer et vérifier le monde qui nous entoure. La plupart des systèmes d’imagerie s’arrêtent à la surface : ils capturent la couleur, la forme et la luminosité, mais passent à côté de la chimie sous-jacente.

    L’imagerie hyperspectrale (parfois appelée imagerie spectrale) révèle ce qui est invisible aux appareils photo conventionnels, en traduisant la lumière en données fiables sur la composition, l’état et la qualité d’un matériau.

    L’imagerie hyperspectrale mesure la façon dont les matériaux réfléchissent et absorbent la lumière sur des centaines de longueurs d’onde étroites, capturant une signature spectrale continue pour chaque pixel. Elle établit un lien entre l’apparence d’un objet et sa composition, révélant des différences qui influent sur ses performances, sa sécurité et sa durabilité. En termes simples : l’imagerie hyperspectrale transforme la lumière en données, et les données en compréhension.

    Une seule analyse permet d’obtenir une image spectrale complète, détectant des variations subtiles invisibles à l’œil nu ou aux caméras couleur. Contrairement à l’imagerie multispectrale, qui ne capture qu’une poignée de bandes de longueurs d’onde, les systèmes hyperspectraux en enregistrent des centaines, offrant ainsi une connaissance beaucoup plus approfondie de la composition chimique et des matériaux.

    Comment fonctionne l’imagerie hyperspectrale ?

    L’imagerie hyperspectrale combine fondamentalement l’imagerie et la spectroscopie. Lorsqu’un rayon lumineux interagit avec une surface, une caméra (ou un capteur) hyperspectral sépare cette lumière en des centaines de bandes spectrales, chacune représentant une longueur d’onde unique.

    Ces données sont assemblées dans un cube de données spectrales, un ensemble de données 3D contenant des informations spatiales et spectrales.

    Le cube de données spectrales :

    • Axes X et Y : Position de l’image – où se trouve chaque pixel dans l’espace.
    • Axe Z : Longueurs d’onde – indiquant comment chaque pixel réfléchit la lumière sur l’ensemble du spectre.
    • Résultat : une empreinte numérique de chaque matériau observé.

    Les caméras hyperspectrales collectent des données spectrales continues et précises dans les gammes VNIR et SWIR (400–2500 nm). Ces données peuvent être analysées par intelligence artificielle ou apprentissage automatique pour classifier les matériaux, quantifier les concentrations ou détecter les anomalies avec une précision de laboratoire, instantanément et dans n’importe quel environnement.

    Les applications de l’imagerie hyperspectrale

    L’imagerie hyperspectrale est utilisée partout où la composition et la qualité sont essentielles. Elle fait le lien entre la précision du laboratoire et la réalité opérationnelle, en capturant des données spectrales calibrées dans l’air, sur le terrain, en laboratoire et sur la chaîne de production.

    Systèmes d’inspection industrielle hyperspectrale pour la fabrication intelligente

    Sur la ligne de production, les caméras hyperspectrales de tête de ligne et les capteurs inductifs permettent une classification automatisée et un contrôle précis des processus. Associés à la détection de métaux, ils offrent un flux de travail de détection complet qui améliore la pureté, le rendement et l’efficacité. Le matériel et les logiciels prêts à l’intégration simplifient le déploiement chez les équipementiers et accélèrent le retour sur investissement. Découvrez les caméras hyperspectrales pour l’inspection en ligne.

    Systèmes d’inspection hyperspectrale pour le recyclage et la valorisation des ressources

    Les technologies de détection hyperspectrale et inductive en tête de colonne permettent de classer les plastiques, les métaux et les matériaux mixtes selon leurs propriétés chimiques et conductrices. Combinées, elles améliorent la pureté, le débit et les taux de récupération, contribuant ainsi aux objectifs de l’économie circulaire et au réemploi durable des matériaux. Découvrez l’imagerie hyperspectrale pour le recyclage et la gestion des déchets.

    Systèmes de paillasse hyperspectraux pour la recherche et l’assurance qualité

    Dans les environnements de recherche et d’assurance qualité, les systèmes hyperspectraux de paillasse Headwall offrent une imagerie haute résolution et thermiquement stable pour la validation spectrale des matériaux, des produits pharmaceutiques et des échantillons biologiques. Chaque système conserve son étalonnage d’usine afin de garantir une comparabilité absolue dans le temps. Explorez l’imagerie hyperspectrale en laboratoire.

    Systèmes de terrain hyperspectraux pour la télédétection au sol et à distance

    Portables et robustes, les plateformes de terrain Headwall collectent en temps réel des données spectrales de référence, assurant ainsi une liaison directe entre la télédétection et l’analyse en laboratoire. Chercheurs, agronomes et équipes environnementales s’appuient sur elles pour obtenir des résultats immédiats et reproductibles, quelles que soient les conditions de terrain et d’éclairage. Découvrez nos capteurs hyperspectraux déployables sur le terrain.

    Systèmes aéroportés hyperspectraux : des missions à basse altitude aux missions spatiales

    Des drones aux aéronefs habités en passant par les satellites orbitaux, les systèmes d’acquisition aéroportés Headwall transforment la lumière réfléchie en données quantitatives géoréférencées pour la surveillance environnementale, l’exploration minière et la reconnaissance de défense. Calibrés en usine et prêts au vol, ils offrent une précision optimale dès le premier vol. Découvrez nos systèmes d’imagerie hyperspectrale aéroportés.

  • Caméras hyperspectrales : Voir au-delà du visible

    Caméras hyperspectrales : Voir au-delà du visible

    L’infrarouge à ondes courtes (SWIR) nous permet de voir plus loin que jamais. De la surveillance des cultures à l’inspection des infrastructures, nombre des connaissances les plus précieuses d’aujourd’hui proviennent de l’observation au-delà de la lumière visible. Jusqu’à récemment, ce niveau de détection nécessitait un équipement spécialisé et coûteux ; mais désormais, les charges utiles de drones à base de points quantiques, comme Q.Fly® Explore, rendent cette technologie légère, abordable et immédiatement opérationnelle sur le terrain.

    Qu’est-ce que SWIR ?

    Contrairement aux caméras thermiques, qui détectent la chaleur émise, les caméras infrarouges à ondes courtes (SWIR) détectent la lumière infrarouge réfléchie, capturant la façon dont les surfaces absorbent et diffusent la lumière plutôt que leur température.

    Fonctionnant entre 900 et 1700 nm environ, ce capteur couvre une gamme spectrale où la lumière interagit différemment avec les matériaux. Cette capacité a permis aux chercheurs de surveiller des environnements, de voir à travers des conditions difficiles et d’inspecter des systèmes complexes. Cependant, le coût élevé et la complexité des capteurs InGaAs traditionnels ont limité le SWIR aux laboratoires de recherche et à des applications spécialisées.

    Aujourd’hui, les progrès réalisés dans le domaine des points quantiques permettent son application concrète.

    Imagerie par points quantiques

    Les capteurs InGaAs traditionnels sont coûteux et complexes à fabriquer. Les points quantiques changent la donne. Ces semi-conducteurs nanométriques peuvent être ajustés pour absorber des longueurs d’onde spécifiques, permettant ainsi la conception de modules de capteurs compacts et légers. Offrant une large réponse spectrale de 900 à 1700 nm, ils peuvent être associés à des filtres interchangeables pour une détection plus ciblée.

    Cette évolution fait sortir le SWIR du laboratoire pour l’amener sur le terrain, grâce à des charges utiles SWIR à points quantiques comme Q.Fly® Explore, offrant aux chercheurs une plateforme prête à l’emploi pour les tests et la collecte de données sans intégration complexe.

    Applications illimitées

    La détection de la lumière infrarouge réfléchie par l’air offre des applications illimitées, allant de la recherche et du sauvetage à la télédétection et à l’inspection des infrastructures. En agriculture, l’infrarouge à ondes courtes (SWIR) permet de détecter le stress hydrique des cultures, de cartographier l’humidité du sol et de repérer les premiers signes de maladies, contribuant ainsi à une agriculture de précision et à l’optimisation des rendements. Pour la surveillance environnementale, il permet la télédétection de la distribution de l’eau, de la santé de la végétation et de l’impact de la sécheresse, révélant des changements subtils dans les paysages et contribuant à la cartographie d’indices spectraux tels que l’indice NDVI et l’indice NDMI.

    Pour l’inspection des infrastructures et des actifs, la technologie SWIR permet de détecter l’humidité emprisonnée, de différencier les matériaux et de révéler les défauts sous les surfaces, sans contact ni perturbation. C’est également un outil précieux lors des interventions d’urgence, car elle permet de voir à travers la fumée, le brouillard ou une faible visibilité, offrant ainsi une meilleure perception de la situation dans des conditions difficiles, comme lors de la lutte contre les incendies ou des opérations de recherche et de sauvetage.

    En révélant les propriétés physiques des matériaux plutôt que leur simple apparence, l’imagerie SWIR ajoute une nouvelle dimension à la compréhension de l’imagerie aérienne.

    Q.Fly® Explore

    Q.Fly® Explore 2CH et Q.Fly® Explore 3CH sont conçus pour vous permettre d’explorer immédiatement les possibilités de l’imagerie SWIR. Premier module SWIR à points quantiques intégrée par DJI au monde, Q.Fly® Explore offre aux drones l’imagerie spectrale en temps réel grâce à une solution véritablement prête à l’emploi.

    Léger et performant, le Q.Fly Explore offre aux chercheurs et aux opérateurs un système sensible aux longueurs d’onde clés utilisées en cartographie d’indices et en télédétection. Grâce à son GNSS intégré pour un géoréférencement précis et à ses filtres interchangeables, il permet aux utilisateurs de capturer et d’analyser des données spectrales directement sur le terrain.

  • La résolution thermique

    La résolution thermique

    La résolution thermique décrit la plus petite différence de température entre des objets ou des zones qu’une caméra infrarouge peut détecter de manière fiable. Cette valeur, également appelée résolution de température ou NETD (Noise Equivalent Temperature Difference), est une mesure de la sensibilité du détecteur et un paramètre clé pour les performances d’une caméra infrarouge.

    Une résolution thermique plus élevée signifie que la caméra peut mesurer des différences de température plus fines. En d’autres termes, elle fournit des images thermiques plus détaillées et plus fiables.

    Les caméras infrarouges détectent la chaleur ou le rayonnement infrarouge émis par un objet mesuré et le convertissent en un signal électrique. Ce signal se compose du signal utile et du bruit.

    Rapport signal/bruit : un facteur clé pour la précision des mesures

    Outre un étalonnage correct (voir ci-dessous), le rapport signal/bruit (SNR) joue un rôle crucial dans la précision des mesures. Ce critère de qualité, couramment utilisé dans le domaine des techniques de mesure, décrit la netteté avec laquelle le signal utile (l’information de mesure souhaitée) se distingue du signal parasite. Il s’agit de composantes du signal qui apparaissent, par exemple, en raison d’influences environnementales, de la structure interne de la caméra (par exemple, le rayonnement thermique de l’ouverture), des propriétés du système de mesure (dérive) ou des propriétés du détecteur (bruit).

    Plus le rapport entre le signal utile et le signal parasite est élevé, plus les petites différences de température peuvent être détectées de manière fiable et plus la mesure est informative. Les températures plus élevées génèrent toujours une intensité de signal plus élevée et donc un meilleur rapport signal/bruit.

    Étant donné que tous les corps dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15 °C) émettent un rayonnement thermique, y compris la caméra infrarouge elle-même, une influence sur le résultat de la mesure est inévitable dans les mesures thermographiques, ce qui signifie qu’une comparaison objective de différents appareils n’est possible qu’à une température de référence. Les fabricants spécifient généralement la sensibilité thermique de leurs caméras infrarouges pour une température de 30 °C.

    Exemple :

    Une résolution thermique de 30 mK signifie qu’à une température d’objet de 30 °C, une différence de température de 0,03 K (par exemple, la différence entre 29,99 °C et 30,02 °C) peut être détectée ou résolue par la caméra et n’est pas masquée par le bruit inhérent au système de la caméra.

    Fig. 1 : Photographie en niveaux de gris avec différents rapports signal/bruit (SNR). Les valeurs SNR sont indiquées pour la zone rectangulaire située sur le front. Les graphiques en bas montrent l’intensité du signal dans la ligne indiquée de l’image (rouge : signal d’origine, bleu : avec bruit).

    Plages de mesure appropriées

    Pour obtenir les meilleurs résultats avec une résolution thermique élevée, il est recommandé d’utiliser une caméra thermique qui mesure dans la gamme spectrale où le signal maximal du rayonnement de l’objet est attendu. La température et la longueur d’onde auxquelles l’émission maximale se produit sont inversement proportionnelles l’une à l’autre selon la loi de Wien. Cela signifie que plus la température de l’objet mesuré est basse, plus la longueur d’onde d’émission maximale est élevée.

    À des températures modérées (par exemple, la température ambiante), il est conseillé d’utiliser une caméra infrarouge fonctionnant dans la gamme spectrale infrarouge à ondes longues (LWIR). Pour les objets à haute température, cependant, les caméras thermiques qui mesurent dans la gamme spectrale infrarouge à ondes courtes (SWIR) sont plus adaptées. InfraTec propose des solutions pour toutes les tâches de mesure thermographique.

    L’étalonnage permet une mesure précise de la température absolue

    Les caméras infrarouges sont très efficaces pour détecter les différences de température, grâce à des méthodes spéciales telles que la thermographie à verrouillage, jusqu’à la plage µK. Cependant, une résolution thermique élevée ne suffit pas à elle seule pour obtenir une mesure précise de la température. La caméra et les objectifs utilisés doivent être soigneusement étalonnés pour la plage de température correspondante.

    Chez InfraTec, l’étalonnage radiométrique est standard, ce qui signifie que toutes les caméras infrarouges permettent de mesurer la température absolue.

    Haute résolution thermique

    Une haute résolution thermique est particulièrement importante lorsque les différences de température les plus infimes peuvent indiquer des défauts, des dysfonctionnements ou des anomalies. Voici quelques applications typiques :

    • Dépannage de composants électroniques
    • Essais de matériaux dans la recherche et le développement
    • Contrôle qualité dans l’industrie et l’aérospatiale
    • Diagnostic médical

    Fig. 2 : Images comparatives utilisant une technologie microbolométrique haute qualité (640 × 480) pixels IR avec et sans détecteur à faible bruit (© InfraTec GmbH)

    Facteurs déterminants de la résolution thermique

    La qualité des mesures thermographiques dépend de divers facteurs. Parmi ceux-ci, on peut citer :

    • Le type et la qualité du capteur IR utilisé
    • La plage de sensibilité spectrale de la caméra
    • La conception optique (matériau de la lentille, revêtement, ouverture (F/1))
    • Les algorithmes de traitement d’image utilisés en interne (filtres spéciaux, accumulation d’images, régime d’obturation)
    • Les plages de mesure (temps d’intégration, ouvertures, filtres gris)

    Avantages des caméras infrarouges InfraTec

    Les systèmes de caméras refroidies et non refroidies d’InfraTec offrent une résolution thermique maximale, un avantage décisif pour obtenir des résultats de mesure précis et des analyses fiables. Même à des températures d’objet basses avec une faible intensité de signal, elles permettent d’obtenir des thermogrammes détaillés et sans bruit avec une excellente homogénéité d’image.

    • Résolution thermique de 0,015 K (15 mK) : détection fiable des différences de température les plus infimes sur l’objet mesuré
    • Mesure absolue de haute précision avec une précision de mesure de ±1 °C ou ±1 % grâce à un étalonnage radiométrique complexe
    • Visualisation détaillée et sans bruit, révélant les variations de température les plus infimes, même à basse température
    • Qualité d’image exceptionnelle grâce à une optique infrarouge rapide et précise
  • Le guide pour sélectionner vos équipements piézoélectriques

    Le guide pour sélectionner vos équipements piézoélectriques

    Nous savons qu’il peut être difficile de trouver le produit piézoélectrique adapté à vos besoins. Il existe de nombreuses options proposées par différents fabricants. Et comme si cela ne suffisait pas, les fabricants d’actionneurs et de platines ont tendance à utiliser une terminologie différente dans leurs spécifications, ce qui rend difficile la comparaison entre deux modèles de marques différentes.

    Comme nous pensons que vous devriez pouvoir choisir le produit qui vous convient le mieux, nous avons créé ce guide pour vous aider à sélectionner l’actionneur ou la platine piézoélectrique adapté à votre projet.

    Résolution du capteur

    Le terme « résolution du capteur » désigne le plus petit mouvement détectable par le capteur de position. Cette valeur correspond à la limite inférieure de la résolution de l’actionneur/de la platine. La résolution du capteur est également appelée « sensibilité du capteur ». Elle ne donne aucune indication sur les spécifications du mouvement, mais uniquement sur la détection du mouvement. Il s’agit d’une différence importante.

    ➜ Ne vous y trompez pas, il s’agit d’une spécification du capteur, mais pas de l’actionneur/de la platine. C’est un moyen facile d’impressionner les clients, mais cela ne dit pas grand-chose sur les performances de l’actionneur ou de la platine.

    Précision du capteur

    La précision d’un capteur de position représente l’écart absolu par rapport à une norme calibrée et traçable métrologiquement. La précision du capteur n’est pas nécessairement liée à la résolution du capteur. L’imprécision du capteur est principalement due à l’imperfection de l’échelle du capteur et à l’erreur d’alignement de l’échelle du capteur lors de l’assemblage. L’erreur de précision du capteur est, dans une large mesure, répétitive et peut être compensée à l’aide d’une table de consultation.

    ➜ C’est un point délicat et souvent mal compris. Vous constaterez généralement que ces spécifications sont bien moins bonnes que les spécifications de précision d’un actionneur ou d’une platine. Mais cela ne devrait pas trop vous inquiéter, car l’erreur est très répétitive une fois l’encodeur installé. Le calibrage de votre système permet généralement de résoudre ce problème. Dans 99 % des cas, cette spécification n’est pas très importante.

    Résolution de l’actionneur/de la platine (= taille minimale du pas)

    La résolution est définie comme le plus petit déplacement mécanique contrôlé d’un actionneur/d’une platine de positionnement piézoélectrique. La résolution est influencée par la résolution du capteur, les influences mécaniques (friction, compliance, non-linéarités des points de contact…) et les performances de contrôle de position. Cette valeur correspond à la limite inférieure de la répétabilité de l’actionneur/de la platine. La résolution d’un étage / actionneur est également appelée taille de pas minimale ou mouvement incrémental minimal (MIM).

    ➜ Les choses deviennent maintenant intéressantes. Lorsque les gens parlent de précision, c’est ce qu’ils veulent dire : la plus petite taille de pas qu’un actionneur ou un étage peut prendre. Dans certains cas, il peut y avoir des différences importantes entre la résolution de l’actionneur / étage et la résolution du codeur. Avec la répétabilité de l’actionneur / étage, c’est le paramètre le plus important.

    Répétabilité de l’actionneur/de la platine

    La répétabilité est définie comme la plage de positions atteintes lorsque l’actionneur/la platine est commandé(e) à plusieurs reprises vers un emplacement spécifique dans des conditions identiques. Il existe deux types de répétabilité.

    • Répétabilité unidirectionnelle : c’est-à-dire la capacité d’un actionneur/d’une platine à revenir à un point donné, en partant toujours du même point défini précédemment. La valeur indiquée correspond à l’écart type de nombreux déplacements vers le même point.
    • Répétabilité bidirectionnelle : la capacité d’un actionneur/d’une platine à revenir à un point donné en partant d’un point précédent aléatoire. La valeur indiquée correspond à l’écart type de nombreux déplacements depuis des directions aléatoires vers le même point. Les valeurs indiquées dans les spécifications Xeryon se réfèrent à la répétabilité bidirectionnelle, sauf indication contraire.

    ➜ Comme indiqué ci-dessus, une petite taille de pas minimale est appréciable. Mais vous voulez également être sûr que lorsque vous vous déplacez vers une certaine position à un moment donné ou à partir d’une position de départ quelconque, vous vous retrouvez toujours exactement à la même position. Les systèmes en boucle ouverte ont du mal à y parvenir, car l’erreur de pas est cumulative. Cependant, il peut également y avoir d’énormes différences entre les systèmes en boucle fermée, principalement en raison du contrôle du système.

    La situation empire encore lorsque l’on se déplace dans deux directions, car la qualité des roulements commence alors à interférer également. Plus la distance est longue, plus l’effet est important. C’est donc la deuxième spécification la plus importante à prendre en compte : la répétabilité bidirectionnelle.

    Précision de l’actionneur / de la platine

    La précision d’un actionneur ou d’une platine est directement liée à la précision du capteur. Cela résulte du principe d’entraînement direct d’un actionneur / d’une platine et de la faible distance entre le capteur de position et la surface de montage.

    ➜ Ne vous attardez pas trop sur ce point. Si vous comprenez la précision du codeur, vous comprenez également la précision de l’actionneur / de la platine. Certains fabricants confondent la précision de l’actionneur / de la platine avec l’erreur de mouvement. Il s’agit d’une spécification distincte, et très importante.

    Erreur de mouvement d’une platine rotative

    Selon la norme ANSI/ASME B89.3.4, l’erreur de mouvement de l’axe de rotation d’une platine rotative est définie comme un changement de position par rapport aux axes de coordonnées de référence, de la surface d’une pièce parfaite, en fonction de l’angle de rotation, avec l’axe central de la pièce coïncidant avec l’axe de rotation. En d’autres termes, un plateau rotatif a idéalement un degré de liberté, à savoir la rotation autour de l’axe z.

    Cependant, comme il n’existe pas de plateaux tournants parfaits, tout mouvement dans les cinq degrés de liberté restants est appelé mouvement d’erreur d’axe de rotation ou simplement mouvement d’erreur. En fonction de la direction de l’erreur, on peut distinguer deux contributions radiales, une contribution axiale et deux contributions d’inclinaison ou d’oscillation. De plus, le mouvement d’erreur d’un plateau tournant peut être séparé en une composante synchrone et une composante asynchrone. Le mouvement d’erreur d’une platine est souvent appelé à tort « faux-rond de la platine ». Vous trouverez ici une explication plus détaillée de ces termes.

    ➜ Si vous recherchez une platine rotative, veillez à tenir compte du mouvement d’erreur. Un comportement oscillatoire du disque rotatif aura évidemment un impact considérable sur vos résultats.

    Précision vs répétabilité

    La précision correspond à la proximité avec laquelle une platine peut se positionner par rapport à la valeur réelle (véritable). La répétabilité est une mesure de la capacité de la platine à se positionner de manière séquentielle sur la même valeur cible. Il est important de comprendre que la précision et la répétabilité sont deux propriétés différentes d’un système de positionnement. Dans un certain nombre d’applications, la répétabilité d’un système de mouvement est plus importante que la précision. Les erreurs systématiques peuvent être prises en compte et compensées, mais la répétabilité est la limite ultime qui est atteinte après toute compensation. La précision est également appelée « exactitude ». D’autres termes désignent la répétabilité, tels que la reproductibilité ou, de manière légèrement confuse, la précision.

    Mouvement erroné d’un étage linéaire ou d’un actionneur

    Le mouvement erroné d’un actionneur/platine linéaire est le mouvement indésirable, en fonction de la position de l’actionneur/platine, dans les cinq degrés de liberté autres que la direction du mouvement. Le mouvement erroné dans le plan horizontal est appelé erreur de rectitude, et l’erreur dans le plan vertical est appelée erreur de planéité. Les composantes angulaires du mouvement erroné dans les différentes directions orthogonales sont appelées tangage, roulis et lacet. Un autre terme pour désigner le mouvement erroné d’un actionneur/platine linéaire est l’erreur de guidage ou l’erreur de déplacement.

    Quelques mots sur les actionneurs : alors qu’un étage est conçu pour se rapprocher d’un mouvement sans erreur, même en cas de forces latérales, un actionneur est conçu pour pousser et tirer. Lorsqu’il existe une certaine tolérance sur le mouvement imparfait, un actionneur peut être utilisé sans guidage supplémentaire de la charge utile. Mais lorsque vous utilisez un actionneur et que vous avez également besoin d’un mouvement sans erreur, vous devrez ajouter des guidages à la charge utile pour la maintenir sur la bonne voie. N’oubliez donc pas : un actionneur sert à effectuer un mouvement de poussée/traction, mais une platine peut également supporter la charge utile dans d’autres directions.

    ➜ Même remarque que pour le mouvement d’erreur rotatif. À quoi sert une grande précision si l’actionneur/la platine présente des mouvements indésirables ? Les spécifications de mouvement d’erreur d’un actionneur/d’une platine sont très importantes, car même de petits mouvements d’erreur peuvent avoir un effet considérable sur vos résultats finaux. Important pour des projets spécifiques, mais souvent pas le paramètre décisif.

    Vitesse de déplacement

    Vitesse maximale de déplacement de la platine ou de l’actionneur.

    ➜ Ce n’est pas difficile, mais souvent négligé. Si vous souhaitez effectuer de nombreuses mesures, la vitesse de l’actionneur/de la platine peut avoir un impact considérable sur votre débit. Pour les mesures par balayage (mesures pendant le mouvement), la stabilité de la vitesse est très importante. Si vous utilisez des platines ou des actionneurs longs, une vitesse de déplacement élevée est indispensable pour éviter de longs temps d’attente.

    Durée de vie

    La durée de vie typique des platines et actionneurs piézoélectriques à glissement intermittent est d’environ 20 à 30 km. Lorsque vous effectuez de nombreux mouvements, ce seuil est atteint en quelques mois. Les produits piézoélectriques ultrasoniques Xeryon ont une durée de vie supérieure à 1 000 km. Il est important de noter que l’usure de la céramique piézoélectrique génère des particules de poussière céramique. C’est le cas pour tous les types de systèmes piézoélectriques, mais beaucoup moins pour les piézoélectriques à ultrasons.

    Ces particules peuvent être nocives pour votre expérience ou votre équipement.

    ➜ La durée de vie est souvent oubliée, mais vous ne voulez pas acheter trop souvent de nouveaux équipements ni vous retrouver avec de la poussière de céramique dans votre installation. Si vous ne déplacez la platine ou l’actionneur que de manière sporadique, ce paramètre n’est pas très important.

    Son et vibrations

    Les produits piézoélectriques fonctionnent sur le principe des vibrations. Voici le principe de base : les vibrations de l’élément piézoélectrique sont converties en un mouvement net.

    Si ces vibrations se situent dans le spectre audible par l’oreille humaine (20 Hz à 20 kHz), le moteur piézoélectrique émettra un bruit gênant et audible.

    Un deuxième problème lié à la fréquence de vibration de l’élément piézoélectrique est qu’il peut générer une résonance dans son environnement. De nombreux petits composants ont une fréquence de résonance comprise entre 1 et 5 kHz et peuvent commencer à résonner lorsque la platine ou l’actionneur piézoélectrique est activé. Les systèmes piézoélectriques à ultrasons (comme les produits Xeryon) vibrent dans un spectre compris entre 80 kHz et 180 kHz. Ils sont silencieux et le risque de résonance dans votre installation est quasi nul.

    ➜ Le bruit peut être gênant pour certaines applications. Si vous utilisez le moteur piézoélectrique en permanence, c’est un élément à prendre en compte. La résonance dans votre expérience peut être un problème plus important que le bruit : soyez prudent avec les basses fréquences de résonance !

    Force de maintien et force motrice

    La force motrice explique la force avec laquelle la platine ou l’actionneur peut pousser ou tirer dans le sens du mouvement. Il est important de faire la distinction entre les mouvements horizontaux et verticaux. En théorie, dans le sens horizontal, toute charge utile peut être déplacée, à condition que le frottement (et l’inertie) le permettent. Plus la masse de la charge utile est élevée, plus l’accélération est faible (F=m*a). En raison du frottement dans les guidages, la vitesse maximale diminuera également avec des charges utiles lourdes.

    Dans le sens vertical, c’est une autre histoire : une platine ou un actionneur ne peut soulever qu’une charge utile dont la force verticale est inférieure à la force motrice du moteur. Ainsi, en théorie, une platine de 3 N peut soulever une charge utile de 300 grammes. En réalité, la force de levage est considérablement inférieure à cela, en raison de la perte de force lors de l’atterrissage sur la position cible. Horizontalement, cela ne pose pas de problème, car la gravité est perpendiculaire à l’axe d’entraînement. Ce problème peut généralement être résolu en introduisant un système de compensation de masse, qui compense la gravité de la charge utile. Cela peut être fait de manière magnétique ou mécanique (avec des ressorts ou des contrepoids).

    La force de maintien est la force que vous devez exercer sur la platine ou l’actionneur pour le déplacer lorsqu’il est fixé sur une position. Il convient de faire la distinction entre la force de maintien active et la force de maintien passive. La force de maintien active signifie que le moteur piézoélectrique est toujours actif et que lorsque l’actionneur/la platine est déplacé(e), le moteur commence à exercer une force contraire. Dans ce cas, la force de maintien est donc égale à la force d’entraînement. La force de maintien passive est pertinente lorsque le moteur piézoélectrique n’est plus alimenté. Dans ce cas, la force de maintien est générée par le frottement entre l’élément piézoélectrique et la bande d’entraînement en céramique de la platine ou de l’actionneur. L’élément piézoélectrique est poussé contre la bande avec une certaine force, ce qui confère au système une force de maintien mécanique lorsque l’alimentation est coupée.

    ➜ La force motrice est un paramètre important lorsque des accélérations élevées sont nécessaires. Lorsque la vitesse n’est pas un problème, de grandes masses peuvent être déplacées à l’aide de petits moteurs piézoélectriques. Si vous soulevez une charge utile, vous devez accorder beaucoup plus d’attention à la force motrice, car la gravité entre en jeu. La force de maintien passive (lorsque l’appareil est hors tension) peut être très importante lorsque vous souhaitez éliminer toutes sortes de vibrations et de distorsions de votre installation ou lorsque vous souhaitez réduire la consommation d’énergie.

    Boucle ouverte ou boucle fermée

    Dans le contrôle de position, on parle souvent de contrôle en boucle ouverte ou en boucle fermée. En général, le contrôle en boucle ouverte dans les systèmes de mouvement signifie qu’il n’y a pas de retour d’information sur la position d’un objet en mouvement. Le contrôle en boucle fermée signifie qu’il existe une sorte d’information sur la position qui est renvoyée au contrôleur de mouvement d’un système pour aider au positionnement. Vous trouverez ici une explication détaillée sur le contrôle en boucle ouverte et en boucle fermée.

  • La mesure d’épaisseur des matériaux

    La mesure d’épaisseur des matériaux

    La mesure d’épaisseur des matériaux consiste à déterminer, de façon précise et souvent non destructive, la distance qui sépare les deux faces d’un composant. Elle permet de vérifier la conformité géométrique, de contrôler l’usure, la corrosion ou les défauts internes, et d’assurer la qualité et la sécurité des pièces. Selon le contexte, elle peut être réalisée par contact (pied à coulisse, micromètre) ou par des méthodes sans contact comme l’ultrason, les rayons X, l’optique ou les techniques électromagnétiques.

    Principe interférométrique appliqué à la mesure d’épaisseur de films minces transparents

    A l’aide d’une source lumière blanche identique à celle utilisée avec le principe confocal chromatique mais avec une sonde différente, il devient possible avec la même configuration standard du spectromètre de mesurer des films minces. Quand la lumière est focalisée sur un film mince (entre 2μm et 250μm), il se crée une figure d’interférences spectrales. En prenant le traitement mathématique (FFT) du signal réfléchi, il est possible de déterminer des épaisseurs multiples jusqu’à la vitesse de 66 kHz. Cette technique de mesure peut être appliquée à des matériaux humides ou secs pour la mesure d’épaisseur de film ou de fluide ou encore de gaps d’air.

    Ce qu’il faut retenir

    • Sources Halogen, Xenon et LED disponibles
    • Matériaux transparents ou translucides
    • Epaisseur mesurable de 2 μm à 250 μm
    • Vitesse de mesure jusqu’à 66kHz
    • Excellente résolution latérale
    • CHRocodile S, 2S, SE, 2 SE, E, LR et M4

    La Mesure d’Epaisseur Matériaux Transparents

    A l’intérieur d’un contrôleur, une source de lumière blanche est injectée dans une fibre optique. La lumière est conduite via cette fibre optique jusqu’à une sonde optique, qui focalise les différentes longueurs d’ondes à des distances variables le long de l’axe optique, créant ainsi un spectre lumineux continu.

    Lorsqu’un objet transparent monocouche est placé dans ce spectre continu, deux longueurs d’onde sont parfaitement focalisées sur la surface supérieure et inférieure de l’objet comme le montre le schéma ci-contre. Ces deux longueurs d’onde sont réfléchies en retour puis analysées par un spectrographe.

    L’écart de position des pics mesurés (différence d’altitude) détermine l’épaisseur de l’objet. En connaissance de ses propriétés optiques (indice de réfraction), la valeur obtenue est une mesure d’épaisseur absolue. Grâce à l’analyse simultanée des deux surfaces la mesure est insensible aux vibrations mécaniques. Dans le cas d’un objet transparent multicouche, il est possible de cibler la couche à mesurer parmi plusieurs. En raison de l’utilisation d’une source de lumière blanche, l’échantillon doit être transparent dans le domaine du visible comme le verre ou certain plastiques.

    En combinant les deux mesures de distances avec la valeur d’épaisseur, il est possible de suivre plusieurs paramètres simultanément comme la topographie de surface, excentricité, faux-rond, rugosité ou forme.

    Ce qu’il faut retenir

    • Sources Halogène, Xenon et LED disponibles
    • Epaisseur mesurable de quelques μm à 37mm
    • Indépendant de la couleur et de la température
    • Vitesse de mesure jusqu’à 66kHz
    • Facile à intégrer en ligne de production ou avec d’autres capteurs
    • Systèmes multicanaux disponibles
    • CHRocodile S, 2 S, SE, 2 SE, E, LR, M4

    Principe interférométrique appliqué à la mesure d’épaisseur de matériaux transparents à l’infrarouge

    Des matériaux opaques visuellement comme certains plastiques ou le silicium peuvent être mesurés en utilisant une source et un photo-détecteur infrarouge. La figure d’interférences spectrale du faisceau lumineux réfléchi par deux (ou plusieurs) surfaces est utilisée pour déterminer une épaisseur. Dans le cas de dépôts multicouches, les épaisseurs de chaque couche ainsi que l’épaisseur totale peuvent être déterminées. La sonde optique ne contient ni électronique ni pièces en mouvement, ce qui lui confère une grande robustesse pour les applications en ligne de production ou encore dans les environnements sévères.

    Ce qu’il faut retenir

    • Plusieurs sources SLD disponibles
    • Epaisseur mesurable de 4 μm à 15 mm
    • Indépendant de la couleur et de la température
    • Vitesse de mesure jusqu’à 70kHz
    • Capteurs dédiés pour les wafers rugueux, dopés et ultrafin.
    • Facile à intégrer en ligne de production ou avec d’autres capteurs
    • Excellente résolution latérale
    • Systèmes multicanaux disponibles
    • CHRocodile IT, DW, LR et TW

    Mesure d’épaisseur en vis-à-vis de matériaux non transparents

    Le principe confocal chromatique très polyvalent peut être utilisé pour mesurer la distance sur presque tous les types de surfaces. En disposant deux sondes en vis-à-vis autour de l’échantillon et en synchronisant ces deux mesures, il est possible de mesurer l’épaisseur des matériaux qui sont totalement opaques, comme les métaux ou les wafers opaques.

  • Les différents types de roulements des systèmes à mouvement linéaire

    Les différents types de roulements des systèmes à mouvement linéaire

    Les roulements linéaires sont utilisés dans de nombreuses applications qui nécessitent un mouvement constant et précis le long d’un trajet défini. Il existe de nombreux modèles de roulements linéaires, adaptés à une utilisation dans diverses applications et environnements. Le but d’un roulement linéaire est d’assurer un mouvement à faible frottement dans une direction, tout en résistant aux charges et aux moments appliqués dans toutes les autres directions. Découvrez les types de roulements linéaires les plus courants et comment la conception et la mise en œuvre de ces roulements influent sur les performances des tables de mouvement linéaire.

    Types de roulements linéaires

    Notre partenaire Zaber propose de nombreux modèles et tailles de platines de translation linéaire, conçus pour exceller dans des applications particulières. Ces platines linéaires utilisent de nombreux types de roulements linéaires. Chaque type de roulement ou de guidage offre des avantages uniques en termes de coût, de durée de vie, de précision, de capacité de charge, de frottement, d’entretien et de rigidité, entre autres. Voici quelques exemples de ces technologies de roulements :

    • Track Rollers or Cam Followers
    • Recirculating Ball Bearings
    • Crossed Roller Bearing Guides

    Zaber ne commercialise pas de produits équipés des types de roulements suivants, mais ceux-ci sont disponibles sur le marché pour d’autres applications :

    • Recirculating Roller Bearings
    • Flexures
    • Air Bearings
    • Hydrostatic Bearings
    • Dovetail Slides

    Track rollers

    Les track rollers, également appelés Cam followers, se composent généralement d’un goujon fileté et d’un élément de roulement circulaire. Plusieurs suiveurs de came doivent être utilisés dans le chariot des systèmes à mouvement linéaire afin de limiter le plateau à un seul degré de liberté. Le système illustré ci-dessous utilise huit suiveurs de came sur un rail à profil carré. Dans ce cas, la piste est une piste de roulement en acier trempé intégrée à la base en aluminium. Cela permet d’améliorer la durée de vie du roulement tout en restant rentable, car la piste de roulement en acier est plus résistante à l’usure et peut supporter des charges plus élevées qu’une simple base en aluminium.

    Figure 2 : Vue en coupe d’une platine linéaire avec Cam followers.

    Avantages :

    • Très faible frottement – mouvement de roulement fluide
    • Entretien minimal
    • Vitesses élevées possibles

    Inconvénients :

    • Plus sensible aux chocs
    • Capacité de charge limitée – contraintes liées à la taille des roulements et des goujons
    • Moins rigide que les roulements à billes ou à rouleaux

    Recirculating Ball Bearings

    Les roulements à recirculation, ou Recirculating Ball Bearings, utilisent de nombreuses billes dans un circuit fermé qui recirculent en continu lorsque le roulement se déplace. Un roulement linéaire comporte généralement deux ou quatre circuits de billes afin de limiter entièrement le mouvement et de supporter les charges provenant de toutes les directions. De nombreuses platines linéaires Zaber intègrent des roulements à billes à recirculation en raison de leur excellent rapport qualité-prix. Les systèmes linéaires équipés de roulements à billes à recirculation offrent une excellente durée de vie, une capacité de charge et une rigidité exceptionnelles. Les éléments roulants offrent également un frottement beaucoup plus faible que les systèmes à paliers lisses, ce qui permet d’atteindre des vitesses élevées et d’utiliser des moteurs et des mécanismes d’entraînement plus petits.

    Les Recirculating Ball Bearings de Zaber utilisent généralement une conception en deux parties composée d’une base en aluminium avec des chemins de roulement en acier trempé afin de réduire le poids total, l’aluminium offrant un excellent rapport rigidité/poids. Les chemins de roulement en acier trempé offrent un mouvement fluide et une longue durée de vie, même lorsqu’ils supportent des charges centrées importantes et des charges de moment déséquilibrées. La gamme LRM de Zaber utilise une conception entièrement en acier avec des roulements à billes à recirculation pour une rigidité et une stabilité thermique optimales. Ces systèmes peuvent facilement supporter des charges ou des moments provenant de n’importe quelle direction, sans modifier de manière significative la précision du mouvement ou le frottement.

    Figure 3 : Vue en coupe d’un platine linéaire LC40 avec roulements à billes à recirculation intégrés.

    Avantages :

    • Capacité de charge élevée
    • Excellente durée de vie
    • Longues courses possibles
    • Précision – erreur moyenne due au nombre élevé de points de contact

    Inconvénients :

    • Saleté et contamination – résolues grâce à des joints et des couvercles
    • Bruit et vibrations plus importants dus à la recirculation
    • Friction plus élevée que les suiveurs de came
    • Peut être plus coûteux que les suiveurs de came ou les paliers lisses

    Le schéma ci-dessous montre les forces de réaction sur chaque bille résultant d’une charge momentanée appliquée dans un système de roulement à recirculation de billes.

    Figure 4 : Chargement de billes dans un système de roulement à recirculation

    Nous pouvons constater qu’il y a plus d’éléments porteurs en contact que dans un système à suiveur de came, ce qui signifie que des charges plus importantes avec moins de déviation peuvent être supportées dans un étage linéaire de taille similaire. Ce type de roulement linéaire est également excellent pour supporter des charges combinées, qui sont une combinaison de charges latérales (côté), verticales (tension/compression) et de moments.

    Crossed Roller Bearing Guides

    Les Crossed Roller Bearing Guides, ou guides à rouleaux croisés offrent les meilleures performances pour les roulements à éléments roulants. Ces systèmes ne reposent pas sur la recirculation des rouleaux, ce qui signifie que tous les rouleaux cylindriques restent en contact avec les glissières linéaires à tout moment. Il en résulte un mouvement très fluide, presque sans frottement, avec un minimum de vibrations induites par les roulements, une erreur de mouvement extrêmement faible et une rigidité élevée. Un rouleau sur deux est tourné de 90° pour permettre au système de roulements de supporter des charges provenant de toutes les directions. Ces systèmes peuvent être intégrés dans un volume très réduit tout en conservant une rigidité et une capacité de charge élevées.

    Les platines à moteur linéaire de haute précision de Zaber, telles que les gammes LDM, LDA et ADR Microscope Stage, utilisent des roulements à rouleaux croisés. Les platines à moteur pas à pas peuvent également bénéficier des roulements à rouleaux croisés, comme les platines ASR Microscope Stage et la gamme verticale VSR.

    Figure 5 : Vue en coupe d’une platine linéaire LDM avec roulements à rouleaux croisés intégrés.

    Un petit inconvénient des roulements à rouleaux croisés est que ces systèmes ont une plage de déplacement limitée par rapport aux guides à recirculation, car la longueur de la partie supérieure de la platine mobile détermine la plage de déplacement linéaire maximale du dispositif.

    Avantages :

    • Rigidité et capacité de charge élevées dans un format compact
    • Précision de fonctionnement maximale (faible faux-rond)
    • Silencieux avec des vibrations minimales des roulements – pas de irrégularités
    • Durée de vie exceptionnelle

    Inconvénients :

    • Course limitée
    • Sensible à la saleté et aux contaminants
    • Plus coûteux

    Découvrez notre sélection de platines linéaires motorisées, de différentes tailles, la plupart utilisant des roulements à billes à recirculation en raison de leurs performances exceptionnelles. Si vous avez des questions sur la platine la mieux adaptée à votre application, contactez-nous pour parler à un de nos spécialistes. Pour découvrir la gamme complète de platines Zaber, consultez les pages produits consacrées aux platines linéaires ou aux platines verticales.

  • Cas pratiques : Analyse des vibrations en imagerie rapide

    Cas pratiques : Analyse des vibrations en imagerie rapide

    L’analyse de vibration en imagerie rapide permet d’accéder à une information plein champ, là où les méthodes classiques (accéléromètres, capteurs ponctuels…) reposent sur des mesures ponctuelles. En observant simultanément l’ensemble d’une structure, elle rend possible l’identification directe des formes modales, la localisation des zones de forte déformation et la mise en évidence de défauts locaux tels que des fissures, des jeux ou des contacts. Cette vision globale est particulièrement précieuse pour les structures complexes ou de faible épaisseur.

    Grâce à des cadences d’acquisition très élevées, l’imagerie rapide permet également de capturer des phénomènes vibratoires à haute fréquence et des événements transitoires courts, comme des chocs, des impacts ou des instabilités. Elle est ainsi adaptée à l’étude de systèmes dont la dynamique évolue rapidement et qui échappent aux techniques de mesure conventionnelles.

    Un autre avantage majeur réside dans le caractère sans contact de la mesure. L’absence de capteurs physiques élimine toute perturbation de la dynamique du système et autorise l’analyse d’objets légers, chauds ou difficilement accessibles. Enfin, les champs de déplacement mesurés par imagerie rapide constituent une base solide pour la validation et l’amélioration des modèles numériques, tout en offrant une représentation visuelle intuitive des phénomènes vibratoires, utile aussi bien en recherche, en diagnostic industriel qu’en communication technique.

    Analyse des vibrations sur une machine de séchage

    Deux procédures ont été adoptées pour introduire des vibrations sur une machine de séchage : via un shaker et dans des conditions opérationnelles. Les deux événements sont filmés par 2 caméras haute vitesse iX. Des accéléromètres ont été fixés simultanément et le système Simcenter SCADAS a été invoqué pour imposer une synchronisation parfaite entre les accéléromètres et les images enregistrées. Une solution DIC optimisée a été obtenue en utilisant la corrélation stéréo MatchID. Les fonctions de réponse en fréquence (FRF) ont ensuite pu être extraites sans discontinuité grâce à une intégration directe entre Simcenter Testlab et MatchID. Enfin, les formes de déflexion opérationnelles correspondantes ont été déterminées, en combinant les résultats des capteurs classiques et de la DIC.

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    Analyse des vibrations sur une pale d’hélicoptère

    Une pale d’hélicoptère a été mise en vibration par un vibreur avec un signal de balayage sinusoïdal et imagée par 2 caméras haute vitesse iX. À des fins de comparaison, des accéléromètres ont été fixés simultanément et le système SCADAS de Simcenter a été invoqué pour imposer une synchronisation parfaite entre les accéléromètres et les images enregistrées. Une analyse DIC optimisée a été obtenue en utilisant la corrélation stéréo MatchID. Les fonctions de réponse en fréquence (FRF) ont ensuite pu être extraites de manière transparente via une intégration directe entre Simcenter Testlab et MatchID. Enfin, les formes de déflexion opérationnelles correspondantes ont été déterminées. Un excellent accord entre les données des capteurs traditionnels et les résultats DIC a pu être retrouvé.

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    Analyse des vibrations sur un claquement de porte de voiture

    Deux procédures ont été adoptées pour introduire des vibrations sur une porte de voiture : via un shaker et via un claquement humain manuel. Les deux événements ont été filmés avec deux caméras à haute vitesse iX. Des accéléromètres ont été fixés simultanément et le système Simcenter SCADAS a été invoqué pour imposer une synchronisation parfaite entre les accéléromètres et les images enregistrées. Une analyse DIC optimisée a été obtenue en utilisant la corrélation stéréo MatchID. Les fonctions de réponse en fréquence (FRF) ont ensuite pu être extraites de manière transparente grâce à une intégration directe entre Simcenter Testlab et MatchID. Enfin, les formes de déflexion opérationnelles correspondantes ont été déterminées, en combinant les résultats des capteurs classiques et de la DIC.

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    La corrélation d’images numériques (DIC – Digital Image Correlation) est une technique optique de mesure plein champ qui permet d’estimer les déplacements et déformations d’une surface à partir de l’analyse d’images successives. Elle repose sur le suivi d’un motif aléatoire (naturel ou appliqué, par exemple un mouchetis) visible à la surface de l’objet. En comparant des sous-zones de l’image de référence avec celles acquises au cours du temps, la DIC calcule les champs de déplacement avec une résolution spatiale fine. Couplée à l’imagerie rapide, cette méthode devient particulièrement adaptée à l’analyse vibratoire, car elle permet de mesurer des mouvements dynamiques à haute fréquence, sans contact et sur des géométries complexes, tout en fournissant un accès direct aux champs de déformation, essentiels pour l’identification des modes, l’étude de comportements non linéaires et la validation de modèles mécaniques.

  • Thermographie Infrarouge : Principes physiques

    Thermographie Infrarouge : Principes physiques

    Le principe de la thermographie infrarouge repose sur le phénomène physique selon lequel tout corps dont la température est supérieure au zéro absolu (-273,15 °C) émet un rayonnement électromagnétique. Il existe une corrélation claire entre la surface d’un corps et l’intensité et la composition spectrale du rayonnement qu’il émet. En déterminant l’intensité de ce rayonnement, il est possible de déterminer la température d’un objet sans entrer en contact avec celui-ci.

    Plage dans le spectre électromagnétique

    Le rayonnement infrarouge est la partie du spectre électromagnétique qui est immédiatement adjacente à la lumière rouge d’environ 760 nm du côté des ondes longues du spectre visible et s’étend jusqu’à une longueur d’onde d’environ 1 mm.

    À cet égard, la plage de longueurs d’onde allant jusqu’à environ 20 µm est importante pour la mesure technique de la température.

    Dans la seconde moitié du XIXe siècle, on a découvert que le rayonnement thermique et d’autres ondes électromagnétiques, telles que la lumière visible ou les ondes radio, étaient de nature similaire. Cette découverte a été suivie par la découverte des lois du rayonnement par KIRCHHOFF, STEFAN, BOLTZMANN, WIEN et PLANCK. Au milieu du XXe siècle, des travaux intensifs et fructueux sur l’utilisation militaire de la technologie infrarouge ont facilité la construction des premiers visionneurs infrarouges. Avec un certain recul dans le temps et la technologie, les premiers appareils thermographiques à usage non militaire sont également apparus dans les années 60. Parallèlement à cela, cependant, avec une diversification considérablement plus grande des appareils disponibles, la pyrométrie s’est développée pour devenir une approche largement répandue dans la mesure industrielle de la température.

    Lois de rayonnement du corps noir

    Les corps présents dans la réalité présentent des propriétés de rayonnement très diverses. Il s’est donc avéré utile de commencer par examiner les lois simplifiées d’un corps modèle aux propriétés de rayonnement idéales, afin de les appliquer ensuite à des objets réels. Ce corps modèle est connu en physique du rayonnement sous le nom de « corps noir ». Il se distingue par le fait que, parmi tous les corps de température égale, il présente le rayonnement émis le plus important possible.

    La répartition spectrale du rayonnement émis par un corps noir est décrite par la loi de rayonnement de PLANCK :

    Cette représentation montre que la composition spectrale varie en fonction de la température de l’objet. Les corps dont la température dépasse 500 °C, par exemple, émettent également un rayonnement dans le domaine visible. En outre, il convient de noter qu’à chaque longueur d’onde, l’intensité du rayonnement augmente avec la température.

    La loi de Planck sur le rayonnement représente la principale corrélation concernant la mesure de température sans contact. Cependant, en raison de sa nature abstraite, elle n’est pas directement applicable sous cette forme à de nombreux calculs pratiques. Mais elle permet de dériver toute une série d’autres corrélations, dont deux seront brièvement mentionnées ci-après. Ainsi, en intégrant par exemple l’intensité du rayonnement spectral sur toutes les longueurs d’onde, on obtient la valeur du rayonnement total émis par le corps. Cette corrélation est appelée loi de STEFAN BOLTZMANN.

    En raison de sa corrélation mathématique simple, elle est bien adaptée aux estimations approximatives, en particulier pour calculer le bilan thermique des objets ainsi que les interrelations des pyromètres à rayonnement total. Cependant, la plage de mesure spectrale de la plupart des appareils de mesure est généralement très limitée et, par conséquent, cette équation n’est pas applicable à cette fin.

    La représentation graphique de la loi du rayonnement de PLANCK montre que la longueur d’onde à laquelle le rayonnement émis par un corps noir atteint son maximum varie en fonction de la température. La loi de déplacement de WIEN peut être dérivée de l’équation de PLANCK par différenciation.

    Plus la température de l’objet à mesurer est basse, plus son rayonnement maximal se déplace vers des longueurs d’onde plus grandes. Il est d’environ 10 µm lorsqu’il est proche de la température ambiante.

    Transmittance spectrale de l’air (10 m, 25 °C, 1013 mbar, 85 % d’humidité relative)

    Le niveau de transmittance de l’air dépend fortement de la longueur d’onde. Les plages à forte atténuation alternent avec les plages à forte transmittance (ombrées), appelées « fenêtres atmosphériques ». Alors que la transmittance dans la plage (8 … 14) µm, c’est-à-dire la fenêtre atmosphérique à ondes longues, reste également élevée sur de longues distances, une atténuation mesurable causée par l’atmosphère se produit déjà dans la plage (3 … 5) µm, c’est-à-dire la fenêtre atmosphérique à ondes courtes, à des distances de mesure d’une dizaine de mètres.

    Influence de l’objet mesuré

    Le corps noir en tant que modèle radiométrique est indispensable pour étudier les corrélations principales. Étant donné que les objets réels à mesurer s’écartent plus ou moins fortement de ce modèle, il peut être nécessaire de tenir compte de cette influence dans les mesures. Le paramètre d’émissivité, qui mesure la capacité d’un corps à émettre un rayonnement infrarouge, est particulièrement adapté à cet effet. Avec une valeur de 1, le corps noir a l’émissivité la plus élevée possible, qui dépend en outre de la longueur d’onde.

    Contrairement à cela, l’émissivité des objets réels à mesurer peut présenter une dépendance plus ou moins forte à la longueur d’onde. Les paramètres suivants peuvent également avoir une certaine influence :

    • Composition du matériau
    • Film d’oxyde à la surface
    • Rugosité de la surface
    • Angle par rapport à la normale à la surface
    • Température
    • Degré de polarisation

    Une multitude de matériaux non métalliques – du moins dans la gamme spectrale des ondes longues – présentent une émittance élevée et relativement constante, quelle que soit la structure de leur surface. C’est le cas notamment de la peau humaine, ainsi que de la plupart des matériaux de construction minéraux et des peintures de revêtement.

    L’émissivité spectrale de quelques non-métaux (émail, gypse, béton, chamotte)

    En revanche, les métaux ont généralement une faible émissivité qui dépend fortement des propriétés de la surface et diminue à mesure que la longueur d’onde augmente.

    Émissivité spectrale des métaux (argent, or, platine, rhodium, chrome, tantale, molybdène) et d’autres matériaux purs (graphite, sélénium, antimoine)

  • sCMOS ou EMCCD : choisir la caméra scientifique adaptée à vos besoins

    sCMOS ou EMCCD : choisir la caméra scientifique adaptée à vos besoins

    Lorsque vous vous lancez dans l’imagerie scientifique, qu’il s’agisse de capturer des étoiles faibles en astrophotographie ou de zoomer sur des cellules au microscope, le choix d’un appareil photo adapté peut faire toute la différence. Les caméras sCMOS et EMCCD sont les meilleurs appareils photo haute sensibilité au monde, mais ils ont des usages différents. Ce guide présente leurs différences, leurs points forts et leurs cas d’utilisation idéaux pour vous aider à choisir celui qui vous convient le mieux. Nous aborderons également les questions courantes, comparerons les caméras sCMOS aux caméras EMCCD et examinerons en détail les performances de ces caméras dans des conditions de faible luminosité, en microscopie et en astrophotographie.

    Qu’est-ce qu’une caméra sCMOS ?

    Une caméra CMOS scientifique (sCMOS) est un outil d’imagerie haute performance conçu pour des applications scientifiques. Contrairement aux capteurs CMOS standard, les caméras sCMOS sont optimisées pour un faible bruit, des fréquences d’images élevées et une large gamme dynamique, ce qui les rend parfaites pour des tâches telles que la microscopie à fluorescence ou l’astrophotographie à grande vitesse. Leur architecture de lecture parallèle, où chaque pixel dispose de son propre amplificateur, permet un traitement rapide des données et une imagerie haute résolution.

    Les caméras sCMOS excellent dans les scénarios nécessitant à la fois de la vitesse et un large champ de vision, tels que l’imagerie de cellules vivantes, où la capture de processus dynamiques en temps réel est essentielle.

    Qu’est-ce qu’une caméra EMCCD ?

    Une caméra à CCD à multiplication d’électrons (EMCCD) est un CCD spécialisé doté d’un registre de multiplication d’électrons qui amplifie le signal avant la lecture, permettant ainsi d’atteindre une sensibilité à un seul photon. Cela rend les EMCCD idéales pour les conditions de très faible luminosité, comme la détection de molécules individuelles ou l’astrophotographie de l’espace lointain. Cependant, le processus d’amplification introduit un bruit multiplicatif qui peut affecter la qualité de l’image à des niveaux de luminosité plus élevés.

    Les caméras EMCCD sont idéales pour les applications où chaque photon compte, mais leur résolution inférieure et leur vitesse plus lente peuvent limiter leur utilisation dans l’imagerie à haut débit.

    Différences clés entre les caméras sCMOS et EMCCD

    Examinons les principales différences entre les caméras sCMOS et EMCCD à travers des indicateurs de performance clés afin de vous aider à faire votre choix.

    Sensibilité et bruit

    • sCMOS : les caméras sCMOS rétroéclairées atteignent des rendements quantiques (QE) allant jusqu’à 95 %, avec un bruit de lecture aussi faible que 1 à 2 électrons. Elles évitent le bruit multiplicatif car elles ne reposent pas sur la multiplication des électrons.
    • EMCCD : les EMCCD utilisent la multiplication des électrons pour atteindre un bruit de lecture proche de zéro, ce qui est parfait pour la détection de photons uniques. Cependant, le processus de multiplication ajoute un facteur de bruit, réduisant ainsi le rendement quantique effectif.

    Pour les applications en très faible luminosité (<10 photons/pixel), les EMCCD ont l’avantage. Dans des conditions légèrement plus lumineuses, les caméras sCMOS offrent une sensibilité comparable avec de meilleurs rapports signal/bruit.

    Fréquence d’images et vitesse

    • sCMOS : la lecture parallèle permet d’atteindre des fréquences d’images supérieures à 100 images par seconde, même à des résolutions élevées (par exemple, 4,2 MP), ce qui les rend idéales pour l’imagerie rapide et dynamique.
    • EMCCD : la lecture en série limite les EMCCD à 50-60 ips pour les capteurs plus petits (par exemple, 512×512 pixels). Des vitesses plus élevées nécessitent souvent un binning, ce qui réduit la résolution.

    Pour l’imagerie à grande vitesse, comme le suivi de processus cellulaires rapides, les caméras sCMOS sont le meilleur choix en raison de leurs fréquences d’images supérieures.

    Résolution et champ de vision

    • sCMOS : offre des capteurs multimégapixels (par exemple, 4,2 MP ou plus) avec des pixels de taille réduite (6,5-11 µm), offrant une haute résolution et un large champ de vision.
    • EMCCD : généralement limité à 1 MP ou moins, avec des pixels plus grands (13-16 µm), privilégiant la sensibilité à la résolution.

    Les caméras sCMOS sont parfaites pour les applications nécessitant des images détaillées et à grand champ, comme la microscopie sur lame entière ou les relevés astronomiques à grande échelle.

    Plage dynamique

    • sCMOS : offre une plage dynamique de 16 bits (jusqu’à 53 000:1), capturant à la fois les éléments lumineux et sombres dans une seule image sans saturation.
    • EMCCD : offre une plage dynamique élevée, mais celle-ci est souvent limitée par le processus de multiplication des électrons, en particulier à des niveaux de lumière élevés.

    Pour les expériences impliquant une large gamme d’intensités lumineuses, comme l’imagerie calcique, les caméras sCMOS offrent une plage dynamique supérieure sans compromettre la vitesse.

    Considérations relatives au coût

    • sCMOS : généralement plus abordable, avec des prix allant de 5 000 à 20 000 dollars selon les caractéristiques telles que le rétroéclairage.
    • EMCCD : plus cher, souvent entre 20 000 et 30 000 dollars, en raison de la technologie spécialisée de multiplication des électrons.

    Les laboratoires soucieux de leur budget peuvent obtenir des performances élevées avec les caméras sCMOS, en particulier pour les applications qui ne nécessitent pas une sensibilité au photon unique.

    FonctionnalitésCMOSEMCCD
    SensibilitéÉlevé (QE jusqu’à 95 %)Sensibilité à un seul photon
    Bruit1-2 e-<1 e- (avec gain EM)
    Fréquence d’images>100 fps50-60 images/seconde (max.)
    RésolutionMulti-mégapixels (ex. : 4,2 MP)~1 MP ou moins
    Plage dynamique16 bits, jusqu’à 53 000:1Élevé mais limité par le bruit
    Coût5 000 $ – 20 000 $20 000 $ – 30 000 $

    sCMOS vs CCD

    Bien que les EMCCD soient un type de CCD, les caméras CCD standard sont toujours utilisées dans certaines applications scientifiques. Voici comment le sCMOS se compare aux CCD traditionnels :

    • Sensibilité : les CCD offrent une sensibilité élevée, mais ne disposent pas de la multiplication des électrons des EMCCD, ce qui les rend moins efficaces dans des conditions de très faible luminosité.
    • Vitesse : les CCD utilisent une lecture en série, ce qui se traduit par des fréquences d’images plus lentes (souvent <10 images par seconde) par rapport à l’architecture parallèle du sCMOS.
    • Bruit : les caméras sCMOS ont un bruit de lecture plus faible (1-2 e-) que les CCD (5-10 e-), en particulier dans les modèles rétroéclairés.
    • Résolution : les capteurs sCMOS offrent une résolution plus élevée et un champ de vision plus large que la plupart des CCD.

    Le sCMOS a largement dépassé les CCD dans des applications telles que la microscopie à fluorescence en raison de sa vitesse, de sa résolution et de son faible bruit, mais les CCD restent utiles pour les tâches nécessitant une longue exposition, comme la spectroscopie.

    Applications : quand choisir un capteur sCMOS ou EMCCD

    Astrographie

    • sCMOS : idéal pour l’astrographie à grande vitesse, comme la capture d’événements transitoires ou les relevés de grands segments du ciel. Leur large champ de vision et leur lecture rapide les rendent parfaits pour couvrir de vastes zones du ciel.
    • EMCCD : idéal pour l’imagerie de l’espace lointain où la lumière est rare, comme l’observation de galaxies ou d’exoplanètes faibles. Sa sensibilité au photon unique excelle dans les longues expositions.

    Pour les caméras d’astrophotographie, le sCMOS est le choix idéal pour l’imagerie dynamique à haute résolution, tandis que les EMCCD excellent dans les scénarios où les photons sont rares.

    Microscopie

    • sCMOS : excellents pour la microscopie à fluorescence, l’imagerie de cellules vivantes et les techniques de super-résolution telles que STORM ou PALM. Leur fréquence d’images élevée et leur large champ de vision permettent une imagerie dynamique à haut débit.
    • EMCCD : préférés pour l’imagerie moléculaire unique ou la fluorescence à faible luminosité où la sensibilité absolue est essentielle. Leur résolution plus faible limite leur utilisation dans les applications nécessitant un niveau de détail élevé.

    Pour les caméras destinées à la microscopie, le sCMOS est souvent le meilleur choix en termes de polyvalence, en particulier dans les laboratoires multi-utilisateurs qui mènent des expériences diverses.

    Autres applications scientifiques

    • sCMOS : utilisé dans l’imagerie quantique, l’imagerie hyperspectrale et la spectroscopie à grande vitesse en raison de son équilibre entre sensibilité, vitesse et résolution.
    • EMCCD : adapté à la spectroscopie ultra-rapide ou aux applications à faible luminosité telles que les études de luminescence.

    Choisir la caméra sCMOS la mieux adaptée à vos besoins

    Toutes les caméras sCMOS ne sont pas identiques. Pour choisir la meilleure caméra sCMOS, tenez compte des critères suivants :

    • Efficacité quantique : optez pour des modèles rétroéclairés avec une efficacité quantique supérieure à 90 % pour des performances optimales en basse lumière.
    • Taille des pixels : les pixels plus petits (6,5 µm) sont parfaits pour la microscopie haute résolution ; les pixels plus grands (11 µm) conviennent aux applications à faible luminosité.
    • Fréquence d’images : assurez-vous que la caméra prend en charge la vitesse requise (par exemple, >100 images par seconde pour l’imagerie de cellules vivantes).
    • Refroidissement : les modèles refroidis par thermoélectrique réduisent le bruit noir pour les longues expositions, ce qui est crucial pour l’astrophotographie.
    • Options de marque : les caméras sCMOS de Revealer Highspeed, comme la série Sona, offrent une sensibilité élevée et une plage dynamique de 16 bits, ce qui les rend polyvalentes pour la microscopie et l’astronomie.

    Adaptez les spécifications de la caméra aux niveaux de luminosité et aux exigences de vitesse de votre application afin d’éviter de dépenser inutilement pour des fonctionnalités superflues.

    FAQ sur les caméras sCMOS et EMCCD

    Quelle est la différence entre les capteurs CCD et sCMOS ?

    Les caméras sCMOS utilisent une lecture parallèle pour des fréquences d’images plus rapides et un bruit plus faible (1-2 e-) par rapport aux capteurs CCD (5-10 e-). Elles offrent également une résolution plus élevée et des champs de vision plus larges, ce qui les rend plus adaptées à l’imagerie dynamique comme la microscopie de cellules vivantes.

    Quelle est la différence entre un CCD et un EMCCD ?

    Les EMCCD sont des CCD équipés d’un registre de multiplication électronique, qui réduit le bruit de lecture à près de zéro et permet une sensibilité à un seul photon. Les CCD standard ne disposent pas de cette fonctionnalité, ce qui les rend moins adaptés aux conditions de faible luminosité.

    Quelle est la meilleure caméra sCMOS pour l’imagerie en basse lumière ?

    Les caméras sCMOS rétroéclairées, telles que la Sona-6 Extreme de Revealer Highspeed, avec un rendement quantique de 95 % et un faible bruit de lecture, sont les meilleures options pour les applications à faible luminosité telles que la microscopie à fluorescence ou l’astrophotographie.

    À quoi sert une caméra CMOS scientifique ?

    Les caméras sCMOS sont utilisées dans des applications scientifiques nécessitant une sensibilité, une vitesse et une résolution élevées, telles que la microscopie à fluorescence, l’astrophotographie, l’imagerie quantique et la spectroscopie à grande vitesse.

    Comment le sCMOS se compare-t-il au CMOS standard ?

    Les caméras sCMOS sont optimisées pour l’imagerie scientifique avec un bruit plus faible, un rendement quantique plus élevé et une plage dynamique plus large que le CMOS standard, qui est mieux adapté aux applications grand public telles que les smartphones.

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