Panorama des filières existantes
Détecteurs matriciels pour l’infrarouge

INTRODUCTION

1 - L’INFRAROUGE : DE LA SOURCE AU DÉTECTEUR

2 - DÉTECTEURS INFRAROUGE QUANTIQUES

• 2.1 - Circuit de détection

  • Quiz d'entraînement
  Figure 5 - Différents types de transitions électroniques Figure 6 - Jonction p-n polarisée en inverse Figure 7 - Structure de bande d’un détecteur MPQ sous champ électrique [7] Figure 8 - Courant d’obscurité dans une photodiode Figure 9 - Courant photonique et courant d’obscurité dans un détecteur à barrière XBn Figure 10 - Détecteur à barrière XBp et différentes contributions au courant photonique (en rouge) et au courant d’obscurité (diffusion en vert, génération-recombinaison en bleu) Figure 11 - Principe de fonctionnement d’une photodiode à avalanche
• 2.2 - Circuit de lecture

  • Quiz d'entraînement
  Figure 12 - Schéma de principe d’une matrice de détecteurs hybride Figure 13 - Schéma de principe d’un circuit de lecture CMOS Figure 14 - Trois types d’étages d’entrée les plus couramment utilisés Figure 15 - Exemple de matrice de détecteurs intégrée dans un cryostat opérationnel (bloc de détecteur Daphnis (© Lynred)) Figure 16 - Schéma d’une caméra infrarouge constituée d’un objectif et d’un détecteur quantique intégré en cryostat opérationnel – Différence entre l’angle d’ouverture du détecteur 2α et le champ de la caméra Tableau 1 - Avantages et inconvénients des étages d’entrée SFD, DI et CTIA
• 2.3 - Parenthèse technologique
  Figure 17 - Comparaison de la structure pseudo-planaire, de la structure mesa et de la structure loop-hole Figure 18 - Comparaison de deux techniques d’hybridation
• 2.4 - Parenthèse applicative
  Figure 19 - Exemples de systèmes utilisant des détecteurs quantiques

3 - DÉTECTEURS INFRAROUGE THERMIQUES

• 3.1 - Principe de fonctionnement des détecteurs thermiques
  Figure 20 - Principe d’un détecteur thermique matriciel
• 3.2 - Détecteurs microbolomètres
  Figure 21 - Architecture d’un pixel microbolomètre (schéma de principe) Figure 22 - Architecture du circuit de lecture d’un pixel microbolomètre Figure 23 - Détecteurs microbolomètres avec ou sans module Peltier Figure 24 - Principales étapes technologiques de la fabrication des microbolomètres (cas d’une membrane en Si amorphe)
• 3.3 - Parenthèse applicative

  • Quiz d'entraînement
  Figure 25 - Exemples d’applications utilisant des détecteurs microbolomètres

4 - COMPARAISON DES PERFORMANCES DE DÉTECTEURS MATRICIELS INFRAROUGE

• 4.1 - Paramètres caractéristiques
  Figure 26 - Différence entre pas pixel (p pix) et taille pixel (t pix)
• 4.2 - Fonctions de mérite quantifiant les performances électro-optiques

  • Quiz d'entraînement
  Figure 27 - Illustration de la différence entre bruit spatial et bruit temporel Figure 28 - Origine du bruit de photons dans un détecteur quantique Figure 29 - Pixel affecté d’un bruit RTS Figure 30 - Principe de la correction deux points

5 - MODÈLE DE PERFORMANCES DU DÉTECTEUR

• 5.1 - Des fonctions de mérite au modèle capteur
• 5.2 - Modèle d’un détecteur quantique
  Figure 31 - Schéma simplifié d’un pixel quantique et de son étage d’entrée Figure 32 - Prédiction de la densité de courant d’obscurité J obs d’un détecteur HgCdTe à l’état de l’art mondial d’après la Rule 07 [24] Tableau 2 - Différentes contributions au signal et au bruit d’un détecteur quantique
• 5.3 - Modèle d’un détecteur microbolomètre
  Figure 33 - Schéma simplifié d’un pixel microbolomètre et du circuit de lecture

6 - PANORAMA DES FILIÈRES EXISTANTES

• Quiz d'entraînement

7 - CONCLUSION

8 - GLOSSAIRE

9 - SIGLES ET SYMBOLES

10 - REMERCIEMENTS

TEST DE VALIDATION