Les équipes des groupes Détecteurs et Conception-Ingénierie de SOLEIL, en collaboration avec l’Université Paris Sud Orsay, ont mis au point, développé, fabriqué et assemblé une nouvelle caméra dédiée à « la tomographie plein champ » en rayons X durs et les travaux pratiques d’étudiants. Cette technique permet d’imager avec finesse les structures internes d’échantillons épais, et cela de manière non destructive. Ce type de caméra sera utilisé sur 3 lignes X-durs de SOLEIL : PUMA, ANATOMIX et PSICHE.
Cette caméra est à la fois rapide, sensible et à haute résolution. Elle est basée sur un scintillateur de YAG:Ce (Crytur) ultra mince (20µm autosupporté sur 9mm de diamètre) couplé à une nouvelle génération de caméra scientifique CMOS (2560 x 2160 px), à faible bruit et haute vitesse (100Hz), la caméra PCO Edge. L’optique utilisée (QIOPTIC f/4 G3) permet un grandissement fixe de 3 et un éclairement optimum de l’intégralité du capteur. L’image obtenue a une taille de 4,68mm x 5,55mm avec des pixels effectifs de 2,16µm.
Cette caméra a été entièrement modélisée afin de connaître son efficacité comparée aux flux de rayons X incidents sur le scintillateur. De même, sa résolution spatiale ultime (le plus petit détail mesurable par la caméra) a été calculée analytiquement. Ces calculs ont montré un très bon accord avec les mesures répétées sur les lignes Métrologie et PSICHE lors de la caractérisation complète de ce système d’imagerie.
Cette réalisation démontre que l’expérience acquise sur les systèmes d’imagerie (imageur de faisceau, caméra X, …), les méthodes de modélisation et d’analyses, la rigueur du Groupe de Conception Ingénierie (design et atelier) ainsi que la mise à disposition du faisceau X sur la ligne Métrologie, permettent aux équipes de SOLEIL de concevoir des systèmes d’instrumentation de A à Z et de répondre au maximum aux besoins des lignes de lumière.
Ainsi, la première reconstruction tomographique en contraste de phase d’un petit insecte (tête de mite) a pu être réalisée sur la ligne Métrologie et démontre bien les performances de ce détecteur d’imagerie X.