Détecteurs infrarouges

1 - Caractéristiques générales des détecteurs

• 1.1 - Caractéristiques courant-tension
  Figure 1 - Caractéristiques courant-tension Figure 2 - Circuit équivalent d’un détecteur
• 1.2 - Observation des signaux
• 1.3 - Bruit
  Figure 3 - Fluctuations de la réponse d’un détecteur Figure 4 - Distribution spectrale des fluctuations Figure 5 - Détecteur associé à une charge Z’ Figure 6 - Filtrage passe-bande
• 1.4 - Sensibilité
  Figure 7 - Sensibilité locale d’un détecteur Figure 8 - Système optique pour mesurer le flux Figure 9 - Sensibilité spectrale Figure 10 - Sensibilité en fonction de la fréquence d’excitation

2 - Détecteurs thermiques

• 2.1 - Généralités
  Figure 11 - Élément de détecteur thermique
• 2.2 - Détecteurs thermiques classiques
  Figure 12 - Bolomètre Figure 13 - Détecteur pyroélectrique Figure 14 - Thermopile Figure 15 - Détecteur pneumatique
• 2.3 - Détecteurs thermiques de nouvelle génération
  Figure 16 - Détecteur pneumatique à effet tunnel Figure 17 - Effet pyroélectrique Figure 18 - Sources de bruit dans un détecteur thermique Figure 19 - Performances limites des détecteurs thermiques Figure 20 - Détecteur à polymère ferroélectrique en couches minces (brevet Thomson-CSF) Figure 21 - Détecteur à polymère ferroélectrique en couches minces (brevet Thorn-EMI) Figure 22 - Imageur thermique Honeywell Tableau 1 Tableau 2 Tableau 3 Tableau 4

3 - Détecteurs quantiques

• 3.1 - Caractéristiques
• 3.2 - Détecteurs photoémissifs
  Figure 23 - Étendue géométrique d’un détecteur illuminé par un faisceau conique Figure 24 - Détecteurs photoémissifs Figure 25 - Caractéristique i = f (v) d’une cellule photoémissive Figure 26 - Photomultiplicateur Figure 27 - Tube microcanal
• 3.3 - Rappels de physique du solide
  Figure 28 - Sensibilité de quelques photocathodes Figure 29 - Bandes d’énergie
• 3.4 - Détecteurs photoconducteurs
  Figure 30 - Semiconducteur type N Figure 31 - Semiconducteur type P Figure 32 - Métal conducteur Figure 33 - Photoconduction intrinsèque Figure 34 - Cellule photoconductrice au sulfure de plomb
• 3.5 - Détecteurs photovoltaïques
  Figure 35 - Photoconduction extrinsèque Figure 36 - Bandes d’énergie dans un détecteur photovoltaïque Figure 37 - Caractéristique courant-tension d’une cellule photovoltaïque Figure 38 - Cellule voltaïque à l’antimoniure d’indium
• 3.6 - Détecteurs à puits quantiques
  Figure 39 - Structure d’une hétérojonction à puits quantique Figure 40 - Dispersion des niveaux d’énergie en fonction de la largeur d’un puits quantique GaAs/Ga0,7As0,3 Figure 41 - Transitions inter et intrabandes Figure 42 - Domaine composition-largeur du puits pour obtenir une différence entre deux états quantiques correspondant à l’énergie d’un photon IR à 10,6 m Figure 43 - Spectre de transmission d’une structure à multiples puits quantiques dans l’IR Figure 44 - Effet Stark Figure 45 - Puits quantiques asymétriques : localisation des niveaux d’énergie E1 et E2 et distribution des modules des fonctions d’onde associées aux états liés Figure 46 - Spectre de transmission d’une structure à puits quantiques asymétriques en fonction de la tension appliquée Figure 47 - Détecteur IR à puits quantiques

4 - Autres types de détecteurs

• 4.1 - Dispositifs à transfert de charges
  Figure 48 - CCD à trois phases Figure 49 - Signaux de commande d’un CCD à trois phases Figure 50 - CCD à deux phases Figure 51 - Signaux de commande d’un CCD à deux phases Figure 52 - Registre de CCD Figure 53 - Imagerie par matrice CCD
• 4.2 - Détecteurs IRCCD
  Figure 54 - Matrice CCD avec mémoire tampon Figure 55 - Principe des CID Figure 56 - Fonctionnement d’une mosaïque CID Figure 57 - Configuration d’une mosaïque CID Figure 58 - Contacts par microsoudures de fils Figure 59 - Contacts par billes d’indium Figure 60 - Réponse spectrale comparée PtSi et InSb
• 4.3 - Détecteurs pyroélectriques
  Figure 61 - Paramètres de définition d’un IRCCD Figure 62 - Tube image pyroélectrique
• 4.4 - Détecteurs SPRITE
  Figure 63 - Technologie SPRITE Figure 64 - Performances d’un détecteur SPRITE Figure 65 - Élément détecteur 8 filaments SPRITE 700 × 70 m2

5 - Utilisation des détecteurs infrarouges

• 5.1 - Domaine spectral de sensibilité
  Figure 66 - Réponse spectrale thermique de deux types de détecteurs
• 5.2 - Niveau de la sensibilité
• 5.3 - Bruit et détectivité
  Figure 67 - Détectivité spécifique en fonction de la longueur d’onde Figure 68 - Choix du maximum de sensibilité spectrale Figure 69 - Détectivité spécifique en fonction de la température d’utilisation Figure 70 - Sensibilité en fonction de la surface sensible Figure 71 - Détectivité à la longueur d’onde de sensibilité maximale
• 5.4 - Réponse en fréquence
  Figure 72 - Sensibilité selon la fréquence de modulation du signal optique
• 5.5 - Polarisation
• 5.6 - Angle de champ
• 5.7 - Passivation
  Figure 73 - Caractéristiques en fonction de la polarisation Figure 74 - Détectivité spécifique d’un détecteur photovoltaïque en fonction de la polarisation Figure 75 - Détectivité spécifique en fonction de l’angle de champ
• 5.8 - Détecteurs multiéléments
  Figure 76 - Détecteur multiélément
• 5.9 - Modes de détection optique
  Figure 77 - Détection synchrone Figure 78 - Détection hétérodyne
• 5.10 - Détecteurs infrarouges les plus utilisés