Présentation
RÉSUMÉ
Les caméras infrarouge permettent d’adresser une large palette d’applications, allant de la défense à l’astronomie, en passant par le diagnostic thermique. Le détecteur matriciel infrarouge est situé au cœur de la caméra infrarouge et il influence ses performances et sa mise en œuvre. Pour cette raison, il doit donc faire l’objet d’un choix réfléchi. Cet article présente les principales filières technologiques de détecteurs matriciels infrarouge disponibles commercialement. Il décrit les fonctions de mérite couramment utilisées pour tenter de comparer leurs propriétés, puis propose un modèle de performance pour aider le concepteur de caméra à choisir le détecteur le mieux adapté à une application donnée.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Isabelle RIBET : Ingénieure à l’ONERA, Palaiseau, France - Enseignante associée à l’IOGS, Palaiseau, France
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Marcel CAES : Ingénieur à l’ONERA, Palaiseau, France
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Sophie DERELLE : Ingénieure à l’ONERA, Palaiseau, France
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Sylvie BERNHARDT : Ingénieure à l’ONERA, Palaiseau, France
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Julien JAECK : Ingénieur à l’ONERA, Palaiseau, France
INTRODUCTION
Le silicium est le matériau sur lequel repose toute la technologie des détecteurs matriciels dans le domaine du visible (entre 0,4 et 0,8 μm de longueur d’onde). Il est en effet utilisé aussi bien pour absorber la lumière que pour traiter le signal électrique ainsi généré. À ce jour, l’architecture de lecture dite CMOS (Complementary Metal-Oxyde Semiconductor) s’est imposée pour les applications grand public, même si l’architecture CCD (Charge Coupled Device) reste utilisée pour certaines applications telles que l’astronomie. On trouve couramment des détecteurs matriciels pour le visible de format supérieur au mégapixel (10 3 × 10 3 pixels). Il est même possible d’aller jusqu’à la centaine de mégapixels sans aboutage (10 4 × 10 4 pixels) et jusqu’au gigapixel (10 9 pixels) par aboutage de plusieurs matrices.
Dans le domaine infrarouge, il n’est plus possible d’utiliser le silicium comme matériau absorbant. En effet, son énergie de bande interdite ou gap est de 1,12 eV à température ambiante, ce qui rend impossible l’absorption de longueurs d’ondes supérieures à 1,11 μm. Il faut donc se tourner vers d’autres matériaux. Les semiconducteurs candidats ne manquent pas, et il existe en conséquence de nombreuses filières technologiques pour l’infrarouge. Ainsi, le concepteur de caméras infrarouge doit, à chaque nouveau développement, se poser la question du choix de la filière de détecteurs qu’il retiendra, sachant que ce choix influencera les performances de la caméra (sensibilité, résolution, portée...), ses caractéristiques (volume, masse, consommation électrique...) et sa mise en œuvre (besoin éventuel en cryogénie, fréquence de rafraîchissement de l’étalonnage...). L’objectif de cet article est de donner au lecteur les informations nécessaires pour réaliser un choix éclairé en matière de détecteur infrarouge pour des applications en imagerie passive. Nous ne traitons pas ici du cas de l’imagerie active qui nécessite l’utilisation d’un laser en régime impulsionnel combiné à un détecteur spécifique.
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MOTS-CLÉS
détecteur infrarouge matriciel | détecteur quantique | détecteur thermique | modèle de performance
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de sept. 1996 par Gilbert GAUSSORGUES
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
Détecteurs matriciels pour l'infrarouge
L’infrarouge : de la source au détecteur
Sources bibliographiques
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