Brevet FR3075463A1 (20190621)

REVENDICATIONS1. Capteur d'image (20) comportant une matrice de pixels (30), s'etendant selon un plan de 5 detection (P), et configuree pour former une image d'une onde lumineuse incidente (12), se propageant, dans une bande spectrale (Ak), selon un axe de propagation (Z), le capteur d'image etant caracterise en ce qu'il comporte un masque (25), forme de differents masques elementaires opaques (25,), s'etendant parallelement au plan de detection, entre lesquels s'etendent des ouvertures (26,), a travers lesquelles l'onde lumineuse incidente est apte a se 10 propager en direction du plan de detection (P), la matrice de pixels etant divisee en : - des pixels ouverts (31,) s'etendant face aux ouvertures (26,); - des pixels masques (32;), chaque pixel masque etant Mini par une projection d'un masque elementaire (25,) selon l'axe de propagation (Z) sur la matrice de pixels, chaque pixel masque etant associe au masque elementaire lui faisant face; 15 le capteur d'image comportant, entre les pixels ouverts (31,) et les ouvertures (26,): - un guide d'onde (23), formant une bande s'etendant face a des pixels masques et a des pixels ouverts ; - un premier reseau de diffraction (21,), s'etendant face a au moins un pixel (31,) ouvert, et configure pour coupler une partie de l'onde lumineuse incidente (12,) dans le guide 20 d'onde (23), de maniere a former une onde guidee (13%, 13,,1), le premier reseau de diffraction etant configure pour transmettre une autre partie de l'onde lumineuse incidente (12') vers le pixel (31;) ouvert, le premier reseau de diffraction etant associe au pixel ouvert (31,) ; un deuxieme reseau de diffraction (22;), s'etendant face a un pixel masque (32,), et 25 configure pour extraire une partie de l'onde guidee (13', 13,1), se propageant dans le guide d'onde (23), de telle sorte que l'onde ainsi extraite (14,) se propage vers le pixel masque (32,), le deuxieme reseau de diffraction etant associe au pixel masque (320.\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon la revendication 1, dans lequel : - un pixel masque (32,) s'etend entre deux pixels ouverts (31,, 31,,1), qui lui sont adjacents, 30 chaque pixel ouvert etant associe a un premier reseau de diffraction (21, 21,1); le guide d'onde (23) s'etend face aux deux pixels ouverts et face au pixel masque (32,); le pixel masque (32,) est associe a un deuxieme reseau de diffraction (22,), de fawn a extraire des ondes lumineuses (13', 13,,1) guidees dans le guide d'onde, resultant 25 respectivement d'un couplage de l'onde lumineuse incidente par le premier reseau de diffraction associe a chaque pixel ouvert (31,, 31,.0.) adjacent du pixel masque.\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon la revendication 2 dans lequel le pixel masque (320 et les pixels ouverts (31,, 31,+i) lui etant adjacents sont disposes selon une menne ligne ou selon une meme colonne de la matrice de pixels (30).\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel : - un pixel masque (32,) s'etend entre deux pixels ouverts (31,, 31,,i), qui lui sont adjacents, selon une ligne de la matrice de pixels, chaque pixel ouvert etant associe a un premier reseau de diffraction (214 le guide d'onde (23) s'etend face aux deux pixels ouverts et face au pixel masque (32;), parallelement a la ligne, formant un guide d'onde longitudinal, chaque premier reseau de diffraction (21,, 21,,i) associe aux pixels ouverts de la ligne etant configure pour coupler une partie de l'onde lumineuse incidente (12,) dans le guide d'onde longitudinal (23) ; le pixel masque (32;) est associe a un deuxieme reseau de diffraction (22;), de fawn a extraire des ondes lumineuses guidees (13%, 13,,q) dans le guide d'onde longitudinal (23), de telle sorte que les ondes lumineuses ainsi extraites soient detectees par le pixel masque (32,); le pixel masque s'etend entre deux pixels ouverts (31k4, 31k,i) qui lui sont adjacents, selon une colonne de la matrice de pixels, lesdits pixels ouverts de la colonne etant associes a un premier reseau de diffraction (211,4, 21k+1) ; le capteur comporte un guide d'onde (23'), dit guide d'onde lateral, s'etendant parallelement a la colonne, face aux deux pixels ouverts de la colonne et face au pixel masque (32,), chaque premier reseau de diffraction associe aux pixels ouverts de la colonne etant configure pour coupler une partie de l'onde lumineuse incidente (120 dans le guide d'onde lateral (23') ; - le deuxieme reseau de diffraction (22,) est configure pour extraire des ondes lumineuses (131k, 13k.o.) se propageant dans le guide d'onde lateral (23'), de telle sorte que les ondes lumineuses ainsi extraites soient detectees par le pixel masque (32,).\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel : - le premier reseau de diffraction (21,) est forme par une premiere couche mince, s'etendant parallelement au guide d'onde (23), et formee d'un premier materiau (21a), 26 la premiere couche mince comportant des inclusions d'un premier materiau auxiliaire (21b), les indices de refraction respectifs du premier materiau et du premier materiau auxiliaire etant differents, le premier materiau et le premier materiau auxiliaire etant transparents dans tout ou partie de la bande spectrale (A?) ; 5 - le deuxieme reseau de diffraction (22,) est forme par une deuxieme couche mince, s'etendant parallelement au guide d'onde (23), formee d'un deuxieme materiau (22a), la deuxieme couche mince comportant des inclusions selon un deuxieme materiau auxiliaire (22b), les indices de refraction respectifs du deuxieme materiau et du deuxieme materiau auxiliaire etant differents. 10\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon la revendication 5, dans lequel le premier materiau (21a) et le deuxieme materiau (22a) forment un meme materiau.\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel le deuxieme materiau auxiliaire (22b) est un metal.\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon l'une quelconque des revendications 1 a 7, dans lequel le premier 15 reseau de diffraction et le deuxieme reseau de diffraction s'etendent selon un meme plan.\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon l'une quelconque des revendications 1 a 8, dans lequel le premier reseau de diffraction et le deuxieme reseau de diffraction s'etendent parallelement a la matrice de pixels.\n<CLM>\1\tCapteur d'image selon l'une quelconque des revendications precedentes, dans lequel au 20 moins un masque elementaire (25,) comporte une face reflechissante, faisant face a un pixel masque (32,) associe au masque elementaire, de fawn a renvoyer une partie d'onde lumineuse, extraite du deuxieme guide d'onde (22,) s'etendant face au pixel masque, vers ce dernier.\n<CLM>\1\tDispositif d'observation d'un echantillon (5), comportant : - une source de lumiere, configuree pour emettre une onde lumineuse (11), dite onde 25 lumineuse d'illumination, selon une bande spectrale (AX), selon un axe de propagation (Z), vers l'echantillon (5) ; - un capteur d'image (20); un support (5s), apte a recevoir rechantillon (5), de telle sorte que rechantillon s'etend entre la source de lumiere (10) et le capteur d'image (20), le capteur d'image etant 30 configure pour detecter une onde lumineuse incidente (12,) se propageant entre 27 Pechantillon (5) et le capteur (20) lorsque Pechantillon (5) est illumine par l'onde lumineuse d'illumination (11) ; le capteur d'image etant un capteur selon l'une quelconque des revendications 1 a\n<CLM>\1\t12. Procede de determination d'une intensite et d'une phase d'une onde lumineuse (12,, 12,4), 5 en utilisant un capteur d'image (20) selon l'une quelconque des revendications 1 a 10, le capteur d'image etant tel que : un pixel masque (32,) s'etend, selon une ligne ou une colonne, entre deux pixels ouverts (31, 31,4); - le guide d'onde (23) s'etend, face aux pixels ouverts (31,, 31,4) et face au pixel masque 10 (32;), selon ladite ligne ou colonne ; - les pixels ouverts (31,, 31,4) sont chacun associes a un premier reseau de diffraction (21,, 21;4); le pixel masque (32,) est associe a un deuxieme reseau de diffraction (22,); le procede comportant les &tapes suivantes : 15 a) illumination du capteur (20) de telle sorte qu'une onde lumineuse incidente (12,, 1214) se propage vers chaque pixel ouvert (31,, 31,4); b) couplage d'une partie de l'onde lumineuse incidente (12, 12,4) le premier reseau de diffraction (21,, 21,4) s'etendant face a chaque pixel ouvert, de fagon a former, au niveau du premier reseau de diffraction (21,, 21,4), une onde lumineuse confinee (13', 13,4) 20 se propageant dans le guide d'onde (23), eta transmettre, au pixel ouvert associe au premier reseau de diffraction, une onde lumineuse dite transmise 121;4); c) extraction, par le deuxieme reseau de diffraction, d'une partie de chaque onde lumineuse confinee (13', 13,4), se propageant dans le guide d'onde (23), de fagon former une onde lumineuse extraite (14,) ; 25 d) detection de l'onde lumineuse extraite (14,) par le pixel masque (32,); e) a partir d'une intensite de WO de ['onde lumineuse extraite (14;), obtention d'une information relative a difference de phase (y;4 -(p,) de l'onde lumineuse incidente (12,, 12;4) se propageant respectivement vers chaque pixel ouvert (31,, 31,4) ; f) detection l'onde lumineuse transmise (12',, 12',4) par le premier reseau de diffraction, 30 vers chaque pixel ouvert (314 31,4) associe au premier reseau de diffraction, de fagon obtenir une intensite de l'onde lumineuse transmise (Ii, /i+i), representative de l'intensite de l'onde lumineuse incidente (12, 12,4) au pixel ouvert.\n<CLM>\1\tProcede selon la revendication 12, comportant une &tape : 28 g) a partir de la difference de phases (9,41. obtenue lors de l'etape e), estimation d'une phase de l'onde lumineuse detect& par chaque pixel ouvert.\n<CLM>\1\tProcede selon Ia revendication 13, dans lequel dans lequel les pixels ouverts (31,, 31,,,1) sont disposes selon une meme ligne ou une meme colonne de Ia matrice de pixels (30), l'etape g) 5 comportant une prise en compte d'une valeur de phase, dite de reference ((prof), obtenue sur un pixel de la ligne ou de Ia colonne.\n<CLM>\1\tProcede selon Tune quelconque des revendications 13 ou 14, dans lequel le capteur comporte differents pixels masques (32,), chaque pixel masque etant dispose entre au moins deux pixels ouverts (31, une meme ligne et deux pixels ouverts (31k,31k+i) selon une 10 meme colonne, les etapes a) a f) etant raises en oeuvre sur chaque pixel masque (320 ainsi que sur les pixels ouverts (31, 31k, 31k+i) entre lesquels le pixel masque est dispose, l'etape g) etant realisee a partir d'une difference de phase determinee a partir d'une intensite d'une onde lumineuse detect& par chaque pixel masque.