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1 - CONTEXTE

2 - PRINCIPES DE LA TOMOGRAPHIE ET APPLICATIONS ACTUELLES

3 - SPÉCIFICITÉ DU RAYONNEMENT TÉRAHERTZ

4 - TOMOGRAPHIE THZ

5 - PERSPECTIVES ET ÉVOLUTIONS

Article de référence | Réf : RE172 v1

Contexte
Tomographie à l'aide de rayons térahertz

Auteur(s) : Patrick MOUNAIX, Benoit RECUR

Relu et validé le 24 mars 2022

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RÉSUMÉ

La tomographie par rayonnement térahertz est une technique de contrôle non destructif (CND) permettant d'analyser et de visualiser la structure interne d'un objet en 3D. Son principe consiste à enregistrer sur un détecteur adapté à ce rayonnement des images 2D obtenues pour différents angles, puis à reconstruire les coupes transversales de l'objet à l'aide d'algorithmes. Grâce à ses propriétés, cette technique offre de nouvelles perspectives dans le CND notamment pour l'analyse des matériaux industriels de faible densité, les objets d'art et les matériaux du patrimoine culturel.

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ABSTRACT

Terahertz "T-ray" tomography

Terahertz tomography is a non-destructive testing (NDT) technique allowing for analyzing and visualizing the internal structure of a 3D object. Its principle consists in recording on a detector adapted to this radiation, 2D images obtained from various angles and reconstructing with algorithms the cross-sections of the object. Due to its properties, this technique offers new perspectives in the NDT, in particular for the analysis of low-density industrial material, works of art and cultural inheritage materials.

Auteur(s)

  • Patrick MOUNAIX : Directeur de recherches CNRS au Laboratoire Ondes et Matières d'Aquitaine (LOMA, ex CPMOH – UMR 5798) à Talence,

  • Benoit RECUR : Ingénieur de recherches CNRS au Laboratoire Bordelais de Recherches en Informatique (LaBRI – UMR 5800) à Talence

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Techniques d'analyse et spectroscopie

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : optique, électronique, optronique, traitement du signal, reconstruction

Domaines d'application : biologie, environnement, sécurité, culture

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité : Route des Lasers™ (Aquitaine)

Centres de compétence : LOMA Laboratoire Ondes et Matière d'Aquitaine (CNRS), Centre technologique Alphanov, ARMIR, Association pour le Rayonnement, les Mesures et l'Imagerie Rapide, qui comprend un club « Teranaute » formé par une dizaine de laboratoires universitaires, grands organismes et industriels travaillant dans le domaine des ondes térahertz. GDR international TERAHERTZ « Détecteurs et Émetteurs de Radiations Térahertz à Semi-conducteurs » (GDR CNRS 2897). Ce GDR fédère les collaborations entre une vingtaine de laboratoires européens et internationaux travaillant dans le domaine des composants à semi-conducteurs pour la technologie des ondes THz.

Industriels : Nikon, Picometrix, Toptica Photonics, GigaOptics, Menlow, Synview

Contact : [email protected], [email protected], http://www.loma.cnrs.fr/SLAM/teraslam-terahertz-spectroscopy-and-imaging/

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re172


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1. Contexte

L'intérêt grandissant des communautés scientifiques pour le domaine des ondes millimétriques (de 30 à 300 GHz) et submillimétriques (de 300 GHz à 10 THz) présage un développement d'applications novatrices de l'électronique rapide et de l'optique. Dans ce contexte, la spectro-imagerie térahertz offre une potentialité de contraste optique novateur, sensible aux niveaux vibrationnels et rotationnels des matériaux. L'aspect spectroscopique dans ce domaine de fréquence peut, dès lors, mener à une caractérisation très large bande et à une identification unique des matériaux ou d'échantillons. De plus, le très fort pouvoir pénétrant de ces ondes permet d'envisager une visualisation d'objets invisibles en surface, en volume ou opaques dans le visible. Nous nous proposons de faire un état des lieux des différentes approches d'imagerie tomographique en bande térahertz. Les limitations physiques et technologiques seront abordées. Enfin, des illustrations en contrôle non destructif seront montrées. Pour de plus amples informations sur les sciences autour du « térahertz », le lecteur peut se référer à de nombreuses publications accessibles pour présenter et analyser cette technologie récente ([1] à [9] [RE 143] [RE 144]).

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - WANG (S.), FERGUSON (B.), ABBOTT (D.), ZHANG (X.C.) -   T-ray imaging and tomography.  -  J. Biol. Phys., 29, p. 247-256 (2003).

  • (2) - WANG (S.), ZHANG (X.C.) -   Pulsed terahertz tomography.  -  J. Phys. D : Appl. Phys., 37, p. R1-R36 (2004).

  • (3) - AWAD (M.), CHEVILLE (R.A.) -   Transmission terahertz waveguide-based imaging below the diffraction limit.  -  Appl. Phys. Lett., 86, p. 221107 (2005).

  • (4) - YIN (X.), NG (B.W.H.), FERGUSON (B.), ABBOTT (D.) -   Wavelet based local tomographic image using terahertz techniques.  -  Digital Signal Process., 19, p. 750-763 (2009).

  • (5) - BRAHM (A.), KUNZ (M.), RIEHEMANN (S.), NOTNI (G.), TÜNNERMANN (A.) -   Volumetric spectral analysis of materials using terahertz- tomography techniques.  -  Appl. Phys. B, 100, p. 151-158 (2010).

  • (6) - ABRAHAM (E.), YOUNUS (A.), AGUERRE (C.), DESBARATS (P.), MOUNAIX (P.) -   Refraction...

1 Sites Internet

Teranaute : http://www.armir.fr

Imagerie térahertz : http://www.alphanov.fr

Tomographie et digitalisation 3D : http://www.tomoadour.com

International GDR Project : http://www.terapole.univ-montp2.fr/GRI/

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2 Événements

5e Journées Térahertz – 10-12 juin 2009 – Villeneuve d'Ascq : http://www.armir.fr/index.php?option=com_content=article=53=93

6e journées Térahertz – mai 2011 – La Grande Motte : http://www.ies.univ-montp2.fr/JTHz/6e_Journees_Terahertz/Bienvenue.html

7e Journées Térahertz – avril 2013 – Cargèse

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3 Annuaire

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