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{Encyclopedia}re34Article de référence RECHERCHE ET INNOVATION | Réf : RE143 v1
Auteur(s) : Patrick MOUNAIX
Date de publication : 10 mai 2010
Relu et validé le 18 févr. 2020
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L'infrarouge lointain ou rayonnement térahertz est un domaine spectral complémentaire par rapport aux techniques employées actuellement (optique, RF, etc.). Son emploi se démocratise depuis l'avènement simultané de lasers « femtoseconde », mais aussi grâce aux progrès constants dans la conception et la fabrication de nouveaux composants micro- voire nanoélectroniques. Pour les applications susceptibles d'être transférées, ces nouvelles techniques remplacent les moyens classiques de l'infrarouge lointain, qui utilisent par exemple des corps noirs comme source de rayonnement et des bolomètres comme détecteurs (avec de longs temps de mesure).
L'intérêt d'employer ce rayonnement est multiple. En premier lieu par opposition aux rayons ionisants comme les rayons X bien connus, les radiations térahertz sont en effet capables de pénétrer la matière organique ou inorganique sans causer de dommage. En second lieu, la radiation térahertz traverse certains milieux autrement opaques dans le domaine visible : vêtements, papier, bois, carton et plastiques et la liste est non exhaustive. Cette transmission de l'onde térahertz sur plusieurs centimètres par divers matériaux est une condition nécessaire pour la mise en place et la validation des expériences de spectroscopie térahertz résolue en temps. Celles-ci permettent d'évaluer la réponse et le comportement du matériau investigué lors de l'interaction avec le faisceau térahertz. Enfin, de nombreuses molécules d'intérêt présentent une signature spectrale spécifique qui souvent n'existe pas dans d'autres parties du spectre électromagnétique comme le proche ou moyen infrarouge. Cette réponse unique, couplée à une caractérisation de la réponse diélectrique sur une très grande plage de fréquences (typiquement entre 100 GHz et 4 THz), permet de faire de la reconnaissance ou bien de la différenciation d'espèces chimiques sans contact. Cette propriété intéresse particulièrement les domaines soit du contrôle qualité, soit de la défense et de la sécurité.
Il convient de rappeler quelques conversions d'unités pour l'utilisateur. Un térahertz (THz) correspond à une longueur d'onde de 300 μm dans le vide (figure 1), soit à un écart entre deux niveaux énergétiques de ΔE = 4,1 meV...
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(1) - MITTLEMAN (D.M.), JACOBSEN (R.H.), NUSS (M.C.) - T-ray imaging. - IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, 2, p. 679 (1996).
(2) - ABRAHAM (E.), YOUNUS (A.), EL FATIMY (A.), DELAGNES (J.C.), NGUÉMA (E.), MOUNAIX (P.) - Optics communications. - Vol. 282, Issue 15, p. 3104-3107, 1er août 2009.
(3) - EL FATIMY (A.), DELAGNES (J.C.), YOUNUS (A.), NGUÉMA (E.), TEPPE (F.), KNAP (W.), ABRAHAM (E.), MOUNAIX (P.) - Optics communications. - Vol. 282, Issue 15, p. 3055-3058, 1er août 2009.
(4) - FERGUSON (B.), WANG (S.), GRAY (D.), ABBOTT (D.), ZHANG (X.-C.) - Towards functionnal 3D T-ray imaging. - Physics in Medicine and Biology, 47, p. 3735-3742 (2002).
(5) - WU (Q.), HEWITT (T.D.), ZHANG (X.-C.) - Electro-optic imaging of térahertz beams. - Appl. Phys. Lett., 69, p. 1026 (1996).
(6) - MITTLEMAN...
Teranaute http://www.armir.fr
Imagerie térahertz http://www.alphanov.fr
Laboratoires de recherche http://www.rpi.edu/~zhangxc/ http://www.teraview.com/terahertz/id/22 http://www.gigaoptics.de/ http://www.toptica.com/page/applications_terahertz_thz_imaging.php http://www.picometrix.com/pico_products/terahertz_tr4000.asp http://www.nikon.com/about/technology/core/optical_u/terahertz_e/index.htm
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5e journées térahertz – 10-12 juin 2009 – Villeneuve d'Ascq http://www.armir.fr/index.php?option=com_content=article=53=93
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