2015-034 Techniques de lectures pour multiplexeurs cryogéniques

2015-034
Techniques de lectures pour
multiplexeurs cryogéniques dans le contexte de l'instrument
XIFU d'Athena Proposant
Nom & Prénom Prêle Damien
Organisme
APC (CNRS/Univ. Paris Diderot
Adresse
10 rue A. Domon et L. Duquet
Code postal
75013
Ville
Paris
Adresse mail
[email protected]
Email du Directeur du Laboratoire
[email protected]
Descriptif du sujet
L'usage de grandes matrices de détecteurs cryogéniques pour l'observation astrophysique, du domaine
millimétrique aux rayons X, est aujourd'hui incontournable. Associé aux développements de ces matrices
de détecteurs fonctionnant à très basse température, le développement d'une lecture multiplexée,
cryogénique et faible consommation atteint des niveaux de complexités importants. Ainsi, les
multiplexeurs à SQUIDs (Superconducting QUantum Interference Devices) nécessitent polarisations,
amplifications bas bruit et compensation d'offset. La réalisation microélectronique d'ASIC (ApplicationSpecific Integrated Circuit) est une solution crédible pour développer des lectures adaptées aux
différentes techniques de multiplexage et compatible avec les contraintes de missions spatiales comme
Athena.
La thèse s'appuiera sur la participation de l'APC à la réalisation de l'électronique de lecture de
l'instrument XIFU de la mission Athena. Ainsi, une étude des contributions de la lecture développée à
l'APC sur les performances (linéarité, stabilité de gain, bande passante …) de la chaine de détection de
l'instrument XIFU fera intervenir des notions d'asservissement sur une caractéristique périodique
(SQUID).
Les expériences QUBIC (QU Bolometric Interferometer for Cosmology), les futures missions type COrE+
ainsi que les R&D sur les KIDs auxquelles participe l'APC apporteront d'autres exemples de chaînes de
lecture multiplexés qu'il pourra être intéressant de comparer.
En outre, l'accent sera mis sur le fonctionnement de la chaine d'asservissement des SQUID (FLL - Flux
Locked Loop) et sur les contraintes qu'impose le multiplexage sur cet asservissement. Basé sur une
étude théorique d'un asservissement non-linéaire périodique, le travail de thèse permettra une
modélisation des développements expérimentaux de l'APC. Le doctorant pourra également participer aux
développements microélectroniques permettant de mettre en oeuvre de tels asservissements.
Laboratoire d'accueil envisagé
Laboratoire Astroparticule et Cosmologie (APC) UMR 7164, 10 rue A. Domon et L. Duquet, 75013 Paris
Profil du candidat (veuillez préciser la spécialité du Master)
Titulaire d'un Master 2 en techniques spatiales, en instrumentation scientifique ou en électronique
Directeur de thèse
Nom & Prénom PRÊLE Damien
Adresse mail
[email protected]
Responsable CNES de la thèse
Nom & Prénom Geoffray Hervé
Structure
Adresse mail
[email protected]