Détecteur infrarouge
Un détecteur infrarouge est un détecteur réagissant à un rayonnement infrarouge (IR). On distingue deux types de détecteurs infra-rouge :
- les « thermodétecteurs ». Ces détecteurs réagissent à un changement de température par la variation d'une de leurs propriétés physiques : résistance électrique (bolomètre), thermoélectricité (thermocouple, thermopile), charge de surface-capacité (pyromètre), expansion thermique (cellule de Golay) ...
- les « photodétecteurs ». Ces détecteurs fonctionnent par absorption de photons infrarouge et photogénération de porteurs de charge (effet photovoltaïque ou photoconducteur) créant un excès de courant dans le matériau (photocourant). Les principaux photodétecteurs sont les photodiodes PN (principalement en tellurure de mercure-cadmium - HgCdTe), les photodiodes PIN à hétérojonction de type II, à base d'antimoine, les QWIP (quantum well infrared photodetector) et les QDIP (quantum dot infrared photodetector).
Prototype du détecteur infrarouge à grande vitesse RAPID (plusieurs milliers d'images/seconde, installé sur l'instrument PIONIER
Exemple de détecteur infrarouge (IOGS)
Si la sensibilité et le temps de réponse de photodétecteurs sont meilleures que celles des thermodétecteurs, ainsi que pour les premiers la possibilité de détecter simultanément de multiples longueurs d'onde, les photodétecteurs nécessitent en général d'être refroidis à des températures cryogéniques à cause du bruit thermique.
Exemples
Refroidissement à l'azote liquide
| type | gamme spectrale (μm) | nombre d'onde (cm-1) | |
|---|---|---|---|
| Arséniure d'indium-gallium (InGaAs) | photodiode | 0,7-2,6 | 14300-3800 |
| Germanium | photodiode | 0,8-1,7 | 12500-5900 |
| Sulfure de plomb (PbS) | photoconducteur | 1-3,2 | 10000-3100 |
| Séléniure de plomb (PbSe) | photoconducteur | 1,5-5,2 | 6700-1900 |
| Antimoniure d'indium (InSb) | photoconducteur | 1-6,7 | 10000-1500 |
| Arséniure d'indium (InAs) | photovoltaïque | 1-3,8 | 10000-2600 |
| Siliciure de platine (PtSi) | photovoltaïque | 1-5 | 10000-2000 |
| Antimoniure d'indium (InSb) | photodiode | 1-5,5 | 10000-1800 |
| Tellurure de mercure-cadmium (MCT, HgCdTe) | photoconducteur | 0,8-25 | 12500-400 |
| Tellurure de mercure-zinc (MZT, HgZnTe) | photoconducteur | ||
| Tantalate de lithium (LiTaO3) | pyroélectrique | ||
| Sulfate de triglycine (TGS et DTGS) | pyroélectrique |
La gamme spectrale des détecteurs pyroélectriques ne dépend que des matériaux utilisés pour l'ouverture vers le détecteur.
Le pentoxyde de vanadium est souvent utilisé comme détecteur dans les microbolomètres non refroidis.
Notes et références
- (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Infrared detector » (voir la liste des auteurs).
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