Technologies multispectrales. Teledyne DALSA GmbH Stemmer Imaging Forum technologique Décembre 2015

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1 Technologies multispectrales Teledyne DALSA GmbH Stemmer Imaging Forum technologique Décembre 2015

2 Qu appelle t-on imagerie multispectrale? Une image multispectrale enregistre en une seule prise de vue des donneées d image à des fréquences particulières du spectre électromagnétique Trois propriétés fondamentales de la lumière intensité, longueur d onde, et direction de la polarisation

3 Pourquoi Multispectrale? Différentes longueurs d'onde de la lumière permettent la discrimination de l'information optique Par exemple. La couleur peut aider à l'identification, fournir un rehaussement de contraste L imagerie multispectrale peut isoler des bandes spécifiques, ou impliquer une réponse plus large, y compris dans l UV et le NIR Peut isoler des longueurs d'onde d'intérêt Par exemple. Utilisez un éclairage ultraviolet pour la fluorescence de marqueurs génétiques, mais filtrer les UV de l'image

4 Multispectrale tout au sujet de la longueur d'onde! Accès à d'autres bandes du spectre électromagnétique VIS NIR SWIR MWIR LWIR X-ray (scintillateurs) Deep UV (traitement spécifique de plaquettes semiconducteurs) Visible & Near Infrared (filtres multispectraux) Short Wavelength Infrared (InGaAs) Long Wavelength Infrared (structures MEMS)

5 X-Ray VIS NIR SWIR MWIR LWIR X-ray (scintillateurs)

6 Détecteurs plats de rayons-x CMOS CMOS Wafer CMOS Sensor Multi-Tile Sensor Module Flat Panel X-Ray Detector Scintillateur (convertit les rayons X en lumière visible) Traitement electronique et interfaçage

7 X-Ray Applications to Healthcare Diagnostic médical Imagerie dentaire Low x-ray dose is key!

8 Inspection industrielle non destructive / NDT Inspection électronique: PCB sans composants ou ensembles complets (joints de soudure, BGA, wirebonds etc.) Inspection portable: panneaux rayons-x compacts pour la détection des bombes, inspection de pipelines/tubes, infrastructures Radiographie 3D: analyse 3D de pièces allant de micro-assemblages á des blocs-moteurs Hautes énergies: nécessite jusqu'à 450kVp d'énergie rayons X pour pénétrer des objets en acier épais (seulement kVp en médical)

9 Imagerie UV VIS NIR SWIR MWIR LWIR Deep UV (traitement spécifique de plaquettes semiconducteurs) L inspection de semiconducteurs requiert des longueur d ondes courtes, par ex., 193-nm, ArF excimer

10 UV court pour l inspection de plaquettes Detection de défauts ~100-nm Longueur d ondes courtes (DUV) Haute résolution Haut débit de données Applications bien adaptées á la technologie TDI

11 Backside Thinning (BST) Die Level Thinning (Obsolète) Indium bump technology Over-sized substrate for electrical contact (wire bonding) Grands objets (jusqu à cm 2 ) Wafer Level Thinning (Récent) Wafer-wafer bonding technology DRIE to open contacts (MEMS) On-chip light shield on backside Bien adapté aux applications spatiales. Plaquette CCD ou CMOS Contact Dice lane Wafer bonding Substrat Indium bump Tranche Substrat

12 Back Illumination Revêtement AR peut être optimisé pour la longueur d'onde d'intérêt Measured QE % Wavelength (nm) Le traitement de surface est critique pour la stabilité aux UV (durée de vie)

13 Filtres multispectraux Accès bandes discrètes dans le VIS / NIR VIS NIR SWIR MWIR LWIR Visible & proche infra-rouge (filtres multispectraux)

14 Inspection de billets de banque RGB NIR

15 Exemple criminalistique Adapted from Ben Lincoln, Uses of Multispectral Technology,

16 Imagerie multispectral Solutions personalisées & standards: RGB / NIR Résistance aux radiations (applications spatiales) Taille de pixels variable; antiblooming MS Filter Technology dichroic and dark layers on saphire substrate. Wafer Level BST with on-chip light-shield. Spectral zone B1 (20x20 m 2 ) I s o l a t i o n r o w s Spectral zone B2 (20x20 m 2 ) I s o l a t i o n r o w s Spectral zone B3 (20x20 m 2 ) I s o l a t i o n r o w s Spectral zone B4 (20x20 m 2 ) I s o l a t i o n r o w s Spectral zone P (10x10 m 2 ) I s o l a t i o n r o w s

17 Transmittance (%) Filtres multispectraux technologie 100 Filtres monolithiques Dichroic, pigment or dye-based Patterned coatings deposited on imager side of optical lid, or directly on the sensor die Anti-reflective coatings applied P B4 40 B3 30 B2 20 B Wavelength (nm)

18 Imaging the World Observation terrestre, 1m de distance du spot au sol sur km fauchée Inspection FPD, défauts de 1um sur substrat de 10m Inspection de semiconducteur, 30nm sur 300mm de substrat Résolution de 0.1 ppm Pixel rate: 10GHz Vitesse linéaire 1kHz Technologie TDI

19 LED blanche LED multiple Auto-illumination Halogène Sources lumineuses

20 Technologie Hyperspectrale Imagerie à large spectre qui différencie les images par des bandes de longueur d'onde incrémentielles

21 Infra-rouge - SW VIS NIR SWIR MWIR LWIR Un détecteur InGaAs est déposé au dessus d un circuit de lecture CMOS. Short Wavelength Infrared (InGaAs) InGaAs SWIR Cameras Open New Opportunities, Scott York, Photonic Science Ltd.

22 Infra-rouge - LW VIS NIR SWIR MWIR LWIR Un détecteurs Microbolomètre est un réseaux de MEMS construit au sommet d'un circuit de lecture CMOS. Long Wavelength Infrared ( structures MEMS)

23 Infra-rouge non refroidi Uncooled Microbolometer Technology Ne nécessite pas de circuit de refroidissement basse température (avantage : consomme moins d énergie) Technologie actuelle Procédé 200mm vanadium oxide (VOx) Pixel de 12-um Circuiterie de lecture CMOS Device level vacuum packaging Wafer Level Package

24 Produits Teledyne DALSA X-ray detectors UV detectors Visible Multispectral SWIR / MWIR detectors LWIR detectors Teledyne Scientific & Imaging

25 Merci! Questions?