Détecteurs infrarouges

Depuis la découverte de l’infrarouge par Herschel en 1800 (effets thermiques au‐delà de l’extrémité rouge de la lumière décomposée par un prisme) et la découverte de l’ultraviolet par Ritter en 1801 (influence sur les matériaux photosensibles), est apparue la nécessité de mesurer ou de déceler les rayonnements optiques situés en dehors du domaine spectral de sensibilité de l’œil. Il est même souvent utile de pouvoir utiliser ces méthodes dans le domaine visible, compte tenu de la faiblesse des mesures photométriques visuelles.

Un détecteur de rayonnement transforme un signal optique incident, fonction de paramètres d’espaces et de temps F (x, y, t) (qui peut être un flux, un éclairement ou toute autre grandeur traduisant une énergie lumineuse), en un signal électrique ou réponse (qui peut prendre la forme d’une tension, d’un courant ou d’une puissance).

Il existe deux utilisations des détecteurs :

• en récepteurs de flux (radiométrie), qui réalisent l’intégration du signal optique sur les variables d’espace et donnent une réponse fonction du temps ;

• en récepteurs d’images (œil, photographie), pour lesquels l’intégration du signal porte sur le temps, la réponse étant fonction des variables d’espace.

Les détecteurs de flux fournissent une réponse dans le temps qui doit traduire l’évolution temporelle du signal incident. En particulier, lorsque cette évolution temporelle provient du déplacement du champ élémentaire vu par le détecteur, nous sommes en présence d’un système qui combine les deux modes d’utilisation, il s’agit de l’imagerie télévision ou de l’imagerie thermique infrarouge.

La limitation dans la détection des bas niveaux de rayonnement est due à la superposition au signal de sortie d’une fonction aléatoire appelée bruit. L’évaluation du rapport entre le signal de sortie et le bruit, permet de traduire un critère de qualité de la détection. Ce rapport doit être aussi élevé que possible.