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RÉSUMÉ
Les applications aux fréquences térahertz connaissent actuellement un développement sans précédent. Traditionnellement réservées à quelques applications très spécifiques notamment la radioastronomie millimétrique et submillimétrique, les technologies térahertz sont amenées à se développer dans un champ plus large d’activités allant des techniques de l’environnement aux biotechnologies. Les techniques térahertz ont fortement évolué ces dernières années, grâce aux micro- et nanotechnologies les rendant plus accessibles aux sens technique et économique.
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The applications for terahertz frequencies are experiencing unprecedented development. Traditionally limited to a few highly specific applications such as notably the millimeter and submilimeter radioastronomy, terahertz technologies are to be developed in wider sectors of activities ranging from environmental techniques to biotechnologies. The terahertz techniques have considerably evolved over the last few years thanks to micro and nanotechnologies thus becoming more accessible in the technical and economic sense.
Auteur(s)
INTRODUCTION
Les applications aux fréquences térahertz connaissent actuellement un développement sans précédent. Traditionnellement réservées à quelques applications très spécifiques notamment la radioastronomie millimétrique et submillimétrique, les technologies térahertz sont amenées à se développer dans un champ plus large d’activités allant des techniques de l’environnement aux biotechnologies. Les techniques térahertz ont fortement évolué ces dernières années, grâce aux micro- et nanotechnologies les rendant plus accessibles aux sens technique et économique.
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Approche électronique1. Introduction
Didier LIPPENS, professeur à l’université des Sciences et Technologies de Lille, dirige le groupe Dispositifs Opto et Micro-Électronique quantique (DOME) à l’Institut d’Électronique de Microélectronique et de Nanotechnologie (IEMN). Il préside également le comité de pilotage du réseau d’excellence Européen MÉTAMORPHOSE sur les métamatériaux.
L’ouverture du spectre des applications trouve avant tout son origine dans la prise de conscience que les thématiques relatives à la santé, la sécurité et l’environnement sont au cœur de nos préoccupations actuelles.
Nous nous proposons ici de faire le point sur l’évolution technique des dispositifs utilisés en spectroscopie et imagerie térahertz en introduisant deux approches. La première est purement électronique. Elle bénéficie de l’expérience des ingénieurs en instrumentation du spatial (astronomie et aéronomie) avec la perspective d’intégrer de nouveaux composants à l’état solide. C’est en particulier le cas des nanocomposants dont le principe de fonctionnement est basé sur les phénomènes quantiques. Les composants mettant en jeu l’effet tunnel résonant sont un des exemples les plus représentatifs de cette évolution. Les nanotechnologies permettent actuellement non seulement de considérer des structures métalliques, semi-conductrices et diélectriques, aux très faibles dimensions, pour la fabrication des composants actifs, mais également pour l’optimisation des circuits (guides d’ondes, antennes...) environnant ces mêmes éléments.
La seconde approche est optique. Elle bénéficie également du développement des nanosciences et des nanotechnologies dans de nombreux domaines allant des hyperfréquences à l’optique. Un des exemples marquants est celui des lasers qui fonctionnent en régime impulsionnel. Ces lasers, dits femtoseconde dans la mesure où les largeurs d’impulsion sont de la centaine, voire de quelques dizaines de femtosecondes, permettent, par photodétection ultrarapide, de couvrir un spectre très large des fréquences allant typiquement de la centaine de gigahertz à quelques térahertz. Un des ressorts essentiels de ce développement est également l’ingénierie de bande interdite dans les semi-conducteurs. Celle-ci a permis de fabriquer des nanostuctures à puits quantiques adaptant et optimisant les transitions optiques dans les matériaux semi-conducteurs. Ces...
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Introduction
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - * - Journée de l’Observatoire des Micro et Nanotechnologies : Technologie Térahertz à l’institut Curie, octobre 2004.
-
(2) - * - Approche électronique
-
(3) - DUPUIS (O.) - Technologies et caractérisation hautes fréquences de composants III-V à effet tunnel résonant - . Thèse de l’Université de Lille, 19 octobre 1999.
-
(4) - MÉLIQUE (X.) - Tripleur de fréquence utilisant des diodes varactors à hétérostructures en gamme millimétrique - . Thèse de l’Université de Lille, novembre 1999.
-
(5) - PODEVIN (F.) - Composants Schottky à hétérostructures de semi-conducteurs en technologie InP pour le mélange de fréquence à 560 GHz - . Thèse de l’Université de Lille, octobre 2001.
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(6)...
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