Détecteurs matriciels dans la bande de fréquences térahertz à base de microbolomètres couplés à des antennes
Qu'est-ce que Imagerie THz ?
En s'appuyant sur sa technologie bolométrique à infrarouges thermiques, le CEA-Leti a développé des détecteurs intelligents qui peuvent être utilisés en imagerie THz en temps réel avec une efficacité optimale, comme c'est le cas dans les appareils photo numériques à lumière visible. La technologie d'imagerie THz du CEA-Leti est exceptionnelle. Elle se base sur une architecture de bolomètre brevetée dans laquelle la collecte optique est réalisée à l'aide d'antennes croisées associées à une cavité diélectrique quart d'onde.
Les ondes THz collectées par ces antennes sont ensuite converties en chaleur et détectées par une couche thermorésistive produite à partir de la technologie mature de bolomètre du CEA-Leti et de Lynred.
Applications :
Les rayonnements THz peuvent être utilisés dans diverses applications commerciales :
- Essai non destructif pour divers domaines industriels : secteur agro-alimentaire, produits pharmaceutiques, semi-conducteurs, automobile, etc.
- Défense et sécurité : contrôle des personnes, des bagages, etc.
- Analyse spectrale à distance dans le secteur du tri des déchets ou du diagnostic de patrimoine culturel
- Biologie et médecine (dermatologie, biopuces, etc.)
Avantages clés :
- Fonctionnement à température ambiante, compacité et sortie vidéo
- Compatibilité parfaite avec les processus de fabrication utilisant la technologie du silicium
- Faible coût et rendement de production élevé
- Absorption spectrale à large bande
- Résolution millimétrique ou sub-millimétrique
- Personnalisation possible avec une architecture des pixels et des matrices innovante : Plage de fréquences, polarisation, etc.
Chiffres clés :
- Grand format : 320 x 240 pixels
- Pas de pixel : 50 μm
- Plage spectrale : 0,3 THz-4 THz (optimisée pour la plage 1-3 THz)
- NEP à 2,5 THz : 20 pW
- Fréquence d'image : 25 Hz
Rayonnement THz :
La bande Térahertz (THz) désigne grossièrementla région spectrale comprise entre 0,3 et 10 THz (1 mm - 30 μm). Dans cette bande de fréquences, les ondes électromagnétiques ont la particularité de combiner plusieurs propriétés très intéressantes :
- Elles voient à travers la matière : pénétration à travers des matières non polaires comme le tissu, la céramique, le plastique, le cuir et le carton
- Elles surveillent la teneur en eau : sensibilité élevée aux molécules polaires
- Elles identifient les matières telles que les produits chimiques, les explosifs, etc. De nombreux gaz, liquides et solides ont des signatures spectrales spécifiques.
- Elles sont plus sûres que les rayons X : rayonnement non ionisant, à faible énergie
Comment travaillons-nous ensemble ? (en anglais)