[Détecteur matriciel de type bolométrique à température ambiante et camera vidéo pour l'imagerie térahertz]
L'auteur présente une revue des techniques pour l'imagerie térahertz en temps réel, basées sur des détecteurs matriciels formés de bolomètres non refroidis placés dans le plan focal d'une caméra, et éclairés par des lasers à cascade quantique. Il décrit le développement technologique de ces détecteurs et des imageurs THz, qui a démarré à partir de systèmes conçus initialement pour l'imagerie infrarouge. En particulier, l'effort technologique a porté sur l'augmentation de la sensibilité des détecteurs dans le domaine THz, et sur l'emploi de matériaux très transparents pour fabriquer les optiques et fenêtres du système. Les caractéristiques et performances du dispositif actuel conçu et fabriqué par l'auteur, qui comprend pixels, sont données, comme la puissance de bruit équivalente en fonction de la longueur d'onde des signaux térahertz. Des exemples d'images térahertz enregistrées avec cet imageur sont présentés. Ainsi, il est possible de détecter la réaction chimique de petites molécules avec des protéines, sans requérir à des marqueurs, ce qui est très prometteur en termes d'applications pour la biologie.
Real-time Terahertz (THz) imaging technologies which make use of uncooled bolometer-type infrared focal plane arrays (FPAs) and quantum cascade lasers (QCLs) will be reviewed. A description of how THz focal plane array and THz imagers have been developed on the basis of infrared technologies, especially the improvement in both THz sensitivity of bolometer-type FPA and THz transmittance of materials for lens and vacuum package window will be given. Characteristics of THz-FPA, such as relation of noise equivalent power (NEP) to wavelength and real-time THz imageries will be presented. One of the imageries indicates that THz technology is promising for label-free detection of reaction of small molecules with proteins.
Mots-clés : Térahertz, Imagerie en temps réel, Micro-bolomètres, Détecteurs plans focaux, Détection sans marqueur, Protéine
Naoki Oda 1
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Naoki Oda. Uncooled bolometer-type Terahertz focal plane array and camera for real-time imaging. Comptes Rendus. Physique, Terahertz electronic and optoelectronic components and systems, Volume 11 (2010) no. 7-8, pp. 496-509. doi : 10.1016/j.crhy.2010.05.001. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2010.05.001/
[1] Terahertz imaging for drug detection and large-scale integrated circuit inspection, Optics & Photonics News, Volume 15 (2004), pp. 34-39
[2] et al. THz spectra of 4-NT and 2, 6-DNT, Proc. SPIE, Volume 6212 (2006) (62120P-1–62120P-7)
[3] et al. THz resonance spectra of bacillus subtilis cells and spores in PE pellets and dilute water solutions, Proc. SPIE, Volume 6212 (2006) (62120K-1–62120K-12)
[4] et al. Real-time imaging using a 4.3-THz quantum cascade laser and a microbolometer focal-plane array, IEEE Photonics Technology Letters, Volume 18 (2006), pp. 1415-1417
[5] et al. Real-time imaging using a 2.8 THz quantum cascade laser and uncooled infrared microbolometer camera, Optics Letters, Volume 33 (2008), pp. 440-442
[6] et al. Detection of Terahertz radiation from quantum cascade laser, using vanadium oxide microbolometer focal plane arrays, Proc. SPIE, Volume 6940 (2008) (69402Y-1–69402Y-12)
[7] et al. New thermally isolated pixel structure for high-resolution () uncooled infrared focal plane arrays, Optical Engineering, Volume 45 (2006) no. 014001, p. 014001-1-014001-10
[8] Q. Hu, et al., Real-time THz imaging using quantum-cascade lasers and focal-plane array cameras, in: 2nd International Workshop on Quantum Cascade Lasers, Brindisi, Italy, September 6–9, 2006.
[9] Infrared absorption of three-layer films, J. Opt. Soc. Am., Volume 47 (1957), pp. 575-578
[10] et al. Terahertz time-domain spectroscopy characterization of the far-infrared absorption and index of refraction of high-resistivity, float-zone silicon, J. Opt. Soc. Am. B, Volume 21 (2004), pp. 1379-1386
[11] Materials for Infrared Windows and Domes: Properties and Performance, Monograph, vol. PM70, SPIE Press, Bellingham, Washington, 1999, p. 24
[12] et al. An anti-reflection coating for silicon optics at Terahertz frequencies, IEEE Microwave and Guided Wave Letters, Volume 10 (2000), pp. 264-266
[13] B.E. Cole, Microstructure design for high IR sensitivity, United State Patent 5286976, 1994.
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