Description du projet
Détecter des photons uniques dans l’espace et le temps
Le projet 4DPHOTON, financé par l’UE, prévoit de mettre au point un détecteur aux performances inégalées en imagerie photonique. Le dispositif proposé sera capable de détecter jusqu’à un milliard de photons uniques par seconde, sur des surfaces de plusieurs centimètres carrés. L’utilisation d’un circuit intégré à application spécifique ou ASIC (application-specific integrated circuit) dans la technologie CMOS (complementary metal-oxide semiconductor) 65 nm permettra de détecter simultanément les photons dans le temps et l’espace. Le projet entend atteindre une précision temporelle de l’ordre de quelques dizaines de picosecondes et une précision spatiale inférieure à une dizaine de microns. Les avancées du projet auront un impact majeur sur divers domaines scientifiques tels que la physique et la biologie des particules, dans lesquels d’excellentes résolutions temporelles et spatiales sont très appréciées.
Objectif
Goal of the 4DPHOTON project is the development and construction of a photon imaging detector with unprecedented performance. The proposed device will be capable of detecting fluxes of single-photons up to one billion photons per second, over areas of several square centimetres, and will measure - for each photon - position and time simultaneously with resolutions better than ten microns and few tens of picoseconds, respectively. These figures of merit will open many important applications allowing significant advances in particle physics, life sciences or other emerging fields where excellent timing and position resolutions are simultaneously required.
Our goal will be achieved thanks to the use of an application-specific integrated circuit in 65 nm complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) technology, that will deliver a timing resolution of few tens of picoseconds at the pixel level, over few hundred thousand individually-active pixel channels, allowing very high rates of photons to be detected, and the corresponding information digitized and transferred to a processing unit.
As a result of the 4DPHOTON project we will remove the constraints that many light imaging applications have due to the lack of precise single-photon information on four dimensions (4D): the three spatial coordinates and time simultaneously. In particular, we will prove the performance of this detector in the field of particle physics, performing the reconstruction of Cherenkov photon rings with a timing resolution of ten picoseconds. With its excellent granularity, timing resolution, rate capability and compactness, this detector will represent a new paradigm for the realisation of future Ring Imaging Cherenkov detectors, capable of achieving high efficiency particle identification in environments with very high particle multiplicities, exploiting time-association of the photon hits.
Champ scientifique (EuroSciVoc)
CORDIS classe les projets avec EuroSciVoc, une taxonomie multilingue des domaines scientifiques, grâce à un processus semi-automatique basé sur des techniques TLN. Voir: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- ingénierie et technologiegénie électrique, génie électronique, génie de l’informationingénierie électroniquecapteurscapteurs optiques
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Programme(s)
Appel à propositions
(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2018-COG
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ERC-COG - Consolidator GrantInstitution d’accueil
00044 Frascati
Italie