Présentation
Auteur(s)
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Gilles BOUCHARLAT : Ingénieur de l’Institut national polytechnique de Grenoble (INPG) - Docteur-Ingénieur en Sciences Physiques - Coordinateur Recherche et Développement Capteurs d’images à Thomson-CSF Semi-conducteurs Spécifiques
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Jean-Pierre TRAHAND : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité (ESE) - Ingénieur Développement à Thomson-CSF Optronique
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Lire l’articleINTRODUCTION
Cet article est consacré aux détecteurs couvrant les domaines spectraux : ultraviolet, visible, très proche infrarouge.
Ces détecteurs, très utilisés dans les domaines civil, industriel, militaire, spatial... peuvent se présenter sous diverses formes :
-
détecteurs unitaires ;
-
barrettes de détecteurs ;
-
multibarrettes ;
-
détecteurs surfaciques état solide ;
-
tubes de prise de vue.
Les principaux détecteurs du domaine considéré sont décrits.
VERSIONS
- Version courante de mai 2010 par Michel AYRAUD
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1. Détecteurs unitaires à l’état solide
Les détecteurs décrits dans cette partie sont des détecteurs quantiques, c’est-à-dire qu’ils obéissent aux lois de la mécanique quantique régissant les niveaux d’énergie accessibles aux porteurs libres — électrons ou trous — dans les matériaux, et les échanges d’énergie possibles entre onde électromagnétique et matière. On s’intéressera uniquement aux détecteurs photovoltaïques, qui utilisent l’énergie présente unitairement dans chaque photon pour exciter une paire électron-trou d’un matériau semi-conducteur (cf. article Capteurs à semi-conducteurs [4]). Pour donner lieu à un phénomène détectable, il faut que l’énergie récupérée par un électron de la bande de valence soit supérieure à la largeur de la bande interdite du matériau considéré, afin de donner à cet électron la possibilité d’accéder à la bande de conduction. Une paire électron-trou est alors engendrée dans le matériau, et on aura constitué un détecteur si on sait déceler l’apparition de cet électron ou de ce trou supplémentaire dans la structure.
Le moyen couramment utilisé pour mettre en évidence l’apparition d’un électron supplémentaire dans la structure est une diode, c’est-à-dire un élément polarisé — ou dipôle — qui a la propriété de séparer les éléments d’une paire électron-trou grâce au champ électrique interne à la structure, créé dans cette dernière par une polarisation convenable. Cette apparition est alors traduite par une modification du potentiel d’une électrode du dipôle — lecture en circuit ouvert —, ou par la circulation d’un courant — lecture en circuit fermé.
1.1 Physique de la détection
Nous considérerons dans la suite, que le matériau est un semi-conducteur non dégénéré. La détection aura alors lieu lorsqu’un photon pénétrera dans un élément de matière, y sera absorbé en échangeant de l’énergie avec les atomes du réseau, donnant lieu à la création d’au moins une paire électron-trou, et qu’un porteur ainsi excité sera mis en évidence dans la structure par un dispositif convenable. Nous regarderons donc successivement l’interaction entre la...
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Détecteurs unitaires à l’état solide
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - SAVELI (M.), GASQUET (D.), ORSAL (B.) - Physique des dispositifs électroniques - . , Traité Électronique, 1996.
-
(2) - SAVELLI (M.), COMALLONGA (J.), BOGGIANO (L.) - Bruit de fond et mesures - . [E 1 150], Traité Électronique, vol. E1, 1992.
-
(3) - PERMUY (A.), REZGUI, DONZIER - Capteurs à semi-conducteurs - . , Traité Électronique, 2004.
-
(4) - DANSAC (J.), COLLIN (P.), LE DORTZ (A.) - Systèmes optroniques semi-actifs - . [E 4 400], Traité Électronique, vol. E4, 1996.
-
(5) - GAUSSORGUES (G.), MICHERON (F.), POCHOLLE (J.-P.), MEYZONNETTE (J.-L.) - Détecteurs infrarouges - . , Traité Électronique, vol. E4, 1996.
ANNEXES
1 Constructeurs - Fournisseurs
Cette liste n’est pas exhaustive.
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Tubes vidicon
Perkin Elmer http://www.perkinelmer.com
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Barrettes et Matrices CCD
Atmel http://www.atmel.com
Dalsa Inc. http://www.dalsa.com
e2v Technologies http://www.e2vtechnologies.com
Fairchild Imaging http://www.fairchildimaging.com/
Kodak http://www.kodak.com
NEC Electronics http://www.necel.com
Perkin Elmer Optoelectronics https://www.excelitas.com/fr/
Sony
Toshiba http://www.toshiba.com/
-
Détecteurs unitaires
Hamamatsu Photonics K.K. http://www.hamamatsu.com/
Perkin Elmer Optoelectronics
Sensors Unlimited, Inc http://www.sensorsinc.com
-
Senseurs bas niveau de lumière
BURLE Electro-Optrics, Inc. http://www.burle.com
Delft Electronic Products B.V. http://www.dep.nl
Hamamatsu http://www.hamamatsu.com
ITT Industries http://www.ittnv.com
Litton Electro-Optical Systems, division de Northrop Grumman http://www.es.northropgrumman.com/es/eos/...
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