Etude et realisation d'un detecteur de particules a microfibres optiques plastiques scintillantes lues par ccd intensifie

par PHILIPPE REBOURGEARD

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Suzanne Laval.

Soutenue en 1990

à Paris 11 .

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  • Résumé

    Nous presentons l'etude et la realisation d'un detecteur de particules mettant en uvre un ensemble coherent d'environ 100000 microfibres scintillantes, de diametre individuel de 50 micrometres, et une matrice ccd bidimensionnelle intensifiee. Nous etudions l'utilisation des scintillateurs a base de polystyrene dans les fibres optiques multimodales en envisageant, d'un point de vue theorique et experimental, les consequences de l'excitation isotrope des modes, et le transfert d'energie entre le polystyrene et les dopants fluorescents. Une methode experimentale a ete developpee; elle a permis l'elaboration d'un nouveau scintillateur binaire. Pour preciser la transmission du signal depuis la region d'interaction jusqu'a l'extremite des fibres, nous etudions les facteurs de perte ainsi que la resolution et le rapport signal a bruit dans le detecteur, le tres faible niveau lumineux en sortie nous amene a utiliser des tubes intensificateurs d'image en mode comptage, ce qui exige un examen attentif des concepts de resolution, de gain, de bruit et de detectivite. Nous proposons de decrire ces notions fortement correlees a l'aide du formalisme des fonctions generatrices. Une modelisation des dispositifs permet alors d'evaluer les performances de la chaine optoelectronique. Nous avons realise et teste sur un faisceau de particules le detecteur complet; les performances mesurees sont en bon accord avec la modelisation proposee


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