Détecteurs d'images X grand champ : applications à la microscopie X de contact et à la microanalyse d'absorption avec le rayonnement synchrotron

Large field X-ray image detectors : applications to X-ray contact microscopy and absorption microanalysis with synchrotron radiation

• Auteur / Autrice : Emmanuel Bigler
• Direction : Serge Lowenthal
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1986
• Etablissement(s) : Paris 11
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microradiographie

Traitement d'images

Rayonnement synchrotron

Rayons X

Mots clés libres

Détecteur d'images

Fibres optiques scintillantes

Résumé

Cette thèse présente une application du rayonnement synchrotron de l'anneau DCI d'ORSAY à la microscopie X de contact et à la micro-analyse chimique par absorption X au voisinage d'un seuil. Dans une première partie, la détection d'images s'effectue à l'aide de plaques photographiques haute résolution. Deux microradiographies d'un échantillon sont enregistrées à deux longueurs d'onde X choisies de part et d'autre d'un seuil d'absorption de l'élément analysé. Un traitement informatique des images numérisées au microdensitomêtre permet de dresser une carte de répartition de cet élément avec une résolution de 5 à 10 sur un champ de 2 à 3 cm2. La deuxième partie présente l'étude d'un détecteur d'images X par scintillation guidée destiné à remplacer la détection photographique en vue de l'imagerie X quantitative à haut flux au-delà de 5 keV. Il s'agit d'une matrice de fibres optiques conductrices d'images dont les cœurs sont remplacés par un liquide scintillateur. La résolution obtenue expérimentalement est celle du pas du réseau de fibres, soit 10 μm. Les applications d'un tel détecteur à la microscopie X, à la micro-analyse chimique et à l'imagerie médicale avec le rayonnement synchrotron sont décrites.

This thesis presents an application of synchrotron radiation (ORSAY/DCI storage ring) to X-ray contact microscopy and X-ray absorption chemical microanalysis near an absorption edge. In a first part, high resolution photographic plates are used as images detectors. Two microradioqraphs of the sample are recorded at two different X-ray wavelengths chosen on each side of an absorption edge of the analysed element. The images are digitalised with a microdensitometer. Subsequent computer processing gives analytical charts of this element showing 5 to 10 μm spatial resolution and 2-3 cm2 field. The second part presents an X-ray image detector based on guided scintillation. The detector is designed to improve the limited performances of photographic detection for high flux quantitative X-ray image detection over keV. X-ray to visible image conversion is performed in an array of optical fibers with a scintillating liquid core. A spatial resolution close to the pitch of the fiber array (10 μm) is experimentally obtained. Applications of the detector to X-ray microscopy, X-ray micro-analysis and medical imaging with synchrotron radiation are described.