Introduction
Sources et détecteurs aux fréquences térahertz

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...