La caméra THz voit à travers la matière

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Un prototype de caméra térahertz à l'état de l'art mondial a été mis au point par la société i2S, en collaboration avec CEA Tech. Sans danger pour le corps humain, les rayonnements THz ouvrent des perspectives dans différents domaines.

© CEA

Peu énergétique et non ionisant, le rayonnement térahertz (0,3 – 10 THz) peut pénétrer de nombreux matériaux non conducteurs et non polaires tels que la peau, certains plastiques, certains vêtements, le papier, le carton... Moins dangereux que les systèmes d’imagerie X et proposant une meilleure résolution spatiale que les scanners à base de micro-ondes ou d’ondes millimétriques, l’imagerie THz peut être avantageusement utilisée pour des opérations de contrôle non destructif.

En s’appuyant sur la technologie d’imageurs infrarouges à base de microbolomètres du Leti, institut de CEA Tech, un imageur THz de 320x240 pixels au pas de 50 microns a été développé à l’état de l’art mondial en termes de sensibilité. Une collaboration entre la société i2S et CEA Tech a permis de mettre au point un prototype de caméra THz très performant intégrant cet imageur.

Le design optomécanique et l’électronique de la caméra ont été mis au point par i2S avec le support du Leti. En effet, "ce type de capteur ne pouvant fonctionner à l'air libre, nous l'avons placé dans un boitier sous vide statique, afin de lui assurer une bonne capacité de réponse, explique le chef de projet chargé du packaging au Leti. Il a également fallu le doter d'un capot transparent à ce type de rayonnement."

Associé aux sources de lumière THz commerciales disponibles sur la plate-forme d’Intégration de Systèmes Optoélectronique de CEA Tech en Nouvelle Aquitaine, le prototype de caméra permet de visualiser en temps réel, avec une fréquence de 20 Hz, le contenu d’une boite en carton (par exemple). Ce type de caméra ouvre des perspectives dans les domaines de la santé, de la sécurité, du contrôle non destructif ou de l’analyse chimique dans l’agriculture ou l’agroalimentaire.

La disponibilité en région de moyens THz de tout premier plan a décidé i2S et CEA Tech à amplifier leur collaboration en signant un Laboratoire Commun pour accompagner la maturation industrielle de cette caméra. Il propose aux industriels un environnement unique facilitant la découverte de cette nouvelle modalité d’imagerie en proposant une capacité de faisabilités applicatives et le développement de nouvelles solutions spécifiques à leurs usages.

KA
kace

C'est une caméra dans l'infrarouge "lointain", entre 30 microns (10 THz) et 1 mm de longueur d'onde (300 GHz).
Les caméras infrarouge "classiques" sont souvent dans l'infrarouge "proche" (du spectre visible), entre 1 microns et quelques dizaines de microns, et permettent de voir les rayonnements thermiques émis par la matière environnante, à des températures entre -100°C et +300°C environ (cf

par exemple).
Là, on est dans une gamme de fréquence plus lointaine, et la nouveauté est apparemment la taille du capteur avec 320x240 pixels, ce qui est compliqué à réaliser. Ca permet entre autres de voir le rayonnement thermique de corps très froids (genre -260 voire -270°C).

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cisou9

______ :_salut:

Il a également fallu le doter d'un capot transparent à ce type de rayonnement."

Qu'appellent-ils Capot transparent ? Le boitier je le verrais plustôt métallique et opaque_! :_grat:

kace
Ca permet entre autres de voir le rayonnement thermique de corps très froids (genre -260 voire -270°C).

Aux environs de 1°K il n'y a pas où très peu de rayonnement thermique !! :_grat2: _________

KA
kace

cisou9
Aux environs de 1°K il n'y a pas où très peu de rayonnement thermique !!

En effet, mais -260/-270, c'est entre 3 et 13K, et à 10K il y en a beaucoup plus ; -).
Rappel :

  • A 5000°C, le pic de brillance est à 0,6 micron, en plein centre du spectre visible, et rien ou presque en dessous de 0,15 micron
  • A 600°C = 900K, le pic est à 3 ou 4 microns, dans l'Infrarouge moyen, et il commence à y avoir un tout petit peu de rayonnement visible vers 0,7 micron
  • A 0°C = 300K, pic vers 10 - 12 microns, (quasi) rien en dessous de ~2,5 microns
  • A 30K, pic vers 100 - 120 microns, (quasi) rien en dessous de ~25 microns
  • A 3K, pic vers 1 mm, (quasi) rien en dessous de 250 microns Donc la caméra permet bien de voir le rayonnement thermique à 3K, même si ça densité est très faible en effet. Et à 1K, ça doit être tout juste détectable !
VI
Victor

Question que je me pose est ce le rayonnement cosmique à 2,7 K n'interfère pas dans ce cas là comme ça l'a été pour les radios Téléscopes

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cisou9

________________ :_salut:

Victor
Question que je me pose est ce le rayonnement cosmique à 2,7 K n'interfère pas dans ce cas là comme ça l'a été pour les radios Téléscopes

Le signal est directionnel et le rayonnement 2,7K est très faible et autour il y a la température ambiante. :_grat2:

KA
kace

cisou9
________________ :_salut:


Victor
Question que je me pose est ce le rayonnement cosmique à 2,7 K n'interfère pas dans ce cas là comme ça l'a été pour les radios Téléscopes


Le signal est directionnel et le rayonnement 2,7K est très faible et autour il y a la température ambiante. :_grat2:

Humm, le rayonnement à 2,7K vient de toutes les directions, mais par contre il est absorbé par l'atmosphère presque intégralement, cf https://fr.wikipedia.org/wiki/Fen%C3%AAtre_atmosph%C3%A9rique