INFRAROUGE

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Les détecteurs à infrarouge

Grandeurs caractéristiques

Les premiers détecteurs ont été les récepteurs thermiques : thermopile ou bolomètre. Vers 1935, des détecteurs de type quantique ont été étudiés.

Quel que soit le type de détecteur, l'énergie infrarouge incidente W se transforme en un signal électrique S ; on admet que S est proportionnel à W.

Le rapport S/W définit la sensibilité du détecteur ; on lui associe en outre l'énergie minimale détectable ΔW. Le détecteur possède un bruit propre Bd, de sorte que le rapport S/Bd doit être aussi grand que possible pour une énergie W donnée. Comme ce détecteur est lié à un amplificateur, qui comporte un filtre électrique passe-bande de largeur Δf, le bruit propre Ba de cet amplificateur ramené à son entrée doit être inférieur à Bd. Une autre grandeur qui joue souvent un rôle très important est la constante de temps τ de réponse du détecteur.

Si le détecteur est sélectif, il est caractérisé par une courbe de sensibilité dépendant de la longueur d'onde incidente ; l'énergie peut être répartie sur une surface A variable du détecteur et, comme le signal mesuré à la sortie de l'amplificateur dépend de sa bande passante Δf, on définit une puissance minimale détectable N.E.P. (noise energy power), fonction de λ, A, f, et également de la température T du détecteur. On définit également la détectivité D par D = 1/ΔW.

Pour comparer différents détecteurs, on est conduit à introduire une notion un peu distincte de détectivité, notée D* et correspondant à un détecteur de surface A = 1 cm2 et à un amplificateur de bande passante Δf = 1 Hz. On a alors :

Détecteurs

Détecteurs

Tableau

Caractéristiques de différents détecteurs. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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On peut d'ailleurs préciser la longueur d'onde λ du rayonnement détecté et considérer D*λ qui prend une valeur maximale au sommet de la courbe de sensibilité.

Détecteurs thermiques

Les détecteurs thermiques utilisent la transformation de l'énergie lumineuse en énergie calorifique et ne sont pas sélectifs. L'absorption d'énergie lumineuse se traduit par une élévation de température ΔT proportionnelle à l'énergie du rayonnement incident.

Les bolomètres sont des rubans métalliques laminés ou obtenu [...]


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Absorption de l'atmosphère

Absorption de l'atmosphère
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Lame de germanium

Lame de germanium
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Cristaux : réfraction et longueur d'onde

Cristaux : réfraction et longueur d'onde
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Filtre passe-bande

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Écrit par :

  • : professeur à l'université de Paris-XI, Orsay
  • : professeur à l'université de Nancy, directeur du Laboratoire d'Infrarouge lointain à l'université de Nancy-I
  • : attaché de recherche au C.N.R.S., Gif-sur-Yvette

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Pour citer l’article

Pierre BARCHEWITZ, Armand HADNI, Pierre PINSON, « INFRAROUGE », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 mars 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/infrarouge/