Présentation
En anglaisRÉSUMÉ
Cet article fait suite à un premier qui présentait les bases de l’électromagnétisme térahertz et la plupart des composants et systèmes térahertz. Les applications de la technologie térahertz, englobant l’instrumentation, la sécurité, le contrôle industriel, la biologie et la médecine, l’environnement, et les télécommunications sont ici décrites. L’avis des auteurs sur le futur des technologies térahertz conclut l’exposé.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
This paper follows a first one devoted to the basic principles of terahertz electromagnetism and to components and systems for the terahertz technology. This second paper lists and explains applications of the terahertz technology including instrumentation, security, sensors for industry, biology and medicine, environment, telecoms… The authors’ opinion on the future of terahertz technology serves as a conclusion to the paper.
Auteur(s)
-
Frédéric GARET : Professeur - IMEP-LAHC, UMR 5130 du CNRS - Université Savoie-Mont-Blanc, Le Bourget du Lac, France
-
Jean-Louis COUTAZ : Professeur émérite - IMEP-LAHC, UMR 5130 du CNRS - Université Savoie Mont-Blanc, Le Bourget du Lac, France
INTRODUCTION
L’étude du domaine térahertz (THz) a été relancée et facilitée à la fin des années 1980 grâce à l’émergence de nouvelles techniques et technologies, tout d’abord optoélectroniques, puis basées sur la montée en fréquence des composants électroniques ou le développement de nouveaux composants nanométriques. Cet effort de recherche est stimulé, au-delà de la recherche académique, par les nombreuses applications entrevues. Ces applications s’appuient sur la transparence de matériaux opaques dans le visible ou l’infrarouge (applications à l’imagerie pour le contrôle industriel, la médecine ou pour la sécurité – inspection des personnes –), l’existence de signatures spectrales uniques de certaines molécules (applications à l’identification de molécules par spectroscopie par exemple dans les domaines de l’environnement, de la sécurité, de la biophysique, de l’astrophysique…), la possibilité de moduler ces ondes à très hautes fréquences (télécoms très haut débit à très courtes distances). Cet article présente tout d’abord les applications de la technologie térahertz dans le domaine de l’instrumentation scientifique, qui constitue actuellement sans aucun doute le plus gros marché pour les dispositifs et systèmes térahertz. Ensuite, il décrit le domaine de la sécurité et du militaire, auquel est dédiée aujourd’hui une très grande partie des recherches en térahertz. La troisième partie de l’article est consacrée aux applications industrielles. Si peu de systèmes térahertz sont effectivement installés aujourd’hui dans des entreprises, on peut imaginer qu’à terme, nombre de niches seront occupées par la technologie térahertz qui viendra en complément de techniques déjà bien répandues, comme la spectroscopie infrarouge et visible, ou bien la diffraction des rayons X, etc. Le paragraphe suivant décrit l’application de l’imagerie térahertz à l’examen d’œuvres du patrimoine artistique, qui met en jeu des procédures très proches de celles des applications industrielles. Le développement d’instrumentations et techniques térahertz pour la médecine et la biologie est ensuite présenté. Souvent décrite comme technique d’investigation d’avenir pour la médecine, l’imagerie térahertz a néanmoins du mal à s’imposer définitivement. Pour la biologie, les applications semblent plus faciles à mettre en place. En environnement, grâce à leur spécificité spectrale, les ondes térahertz apportent des informations complémentaires des techniques traditionnelles, comme le lidar, ou même des informations uniques, certaines molécules ne présentant une signature spectrale originale que dans le domaine térahertz. Enfin, la montée en fréquence des télécommunications les rapproche régulièrement de la région térahertz. D’une part, les flux de données, au niveau de tests en laboratoire, dépassent les 100 Gbits/s, d’autre part on met aussi au point des systèmes de transmission en espace libre, principalement pour l’intérieur des immeubles, employant une onde térahertz comme porteuse du signal. L’article se termine par une conclusion où les auteurs font part de leur réflexion sur l’avenir de la science et de la technologie térahertz. Cette conclusion est suivie d’une liste la plus complète possible des entreprises proposant des composants, des dispositifs et des systèmes térahertz, ainsi que la liste des principaux livres publiés sur cette thématique.
KEYWORDS
optoelectronics | FTIR spectroscopy | terahertz imaging camera | industrial control
VERSIONS
- Version archivée 1 de juil. 2014 par Frédéric GARET, Jean-Louis COUTAZ
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Sciences fondamentales > Physique Chimie > Optique physique > Ondes électromagnétiques térahertz - Applications > Conclusion
Cet article fait partie de l’offre
Techniques d'analyse
(289 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
8. Conclusion
C’est sans doute sa position à la conjonction entre les mondes de l’optique infrarouge (physique) et des micro-ondes (électronique) qui rend le domaine térahertz aussi intéressant à étudier et autant porteur d’applications. D’une certaine manière, le domaine térahertz représente l’évolution ultime aussi bien des techniques infrarouges que de l’électronique et de la microélectronique ultrarapides. De ce fait, la recherche et la technologie des ondes térahertz englobent nombre de spécialités différentes et complémentaires, depuis la physique fondamentale (astrophysique submillimétrique, phénomènes ultrarapides dans la matière, physique des composants nanoscopiques et quantiques…) jusqu’aux développements technologiques « high-tech » (caméras, télécoms, biomédical…). Ce domaine de recherches térahertz a maintenant atteint une certaine maturité. Du point de vue de la recherche académique, la plupart des travaux de base ont été réalisés. Beaucoup d’appareillages, dont la mise au point constituait en elle-même une activité de recherche il y a quelques années, sont maintenant commercialisés, facilitant d’autant plus les travaux expérimentaux. Néanmoins nombre de recherches restent à mener, stimulées par les thèmes nouveaux qui apparaissent, comme l’optique térahertz non linéaire, l’effet des forts champs impulsionnels, le développement de méta-matériaux actifs, etc. Cette maturité se traduit aussi par l’éclosion de nouvelles entreprises qui proposent des composants et systèmes térahertz, dont nous avons listé une partie ci-après. Bien sûr, la disponibilité de sources et détecteurs compacts, efficaces, fiables, fonctionnant si possible à température ambiante, est un graal qui reste d’actualité malgré les progrès enregistrés au cours des dernières années. Ces progrès technologiques sont réguliers et permanents, même si aucune rupture technologique récente n’a permis de franchir un saut décisif en performances... Du point de vue des applications, le transfert vers l’industrie et le monde économique reste lent, mais néanmoins devient palpable. On peut maintenant citer des exemples concrets de systèmes térahertz installés dans l’industrie, comme par exemple le contrôle in situ et en temps réel de la fabrication de films plastiques, ce qui n’était pas le cas il y a quelques années...
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Techniques d'analyse
(289 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - GU (J.), HAN (J.), TIAN (Z.T.), OUYANG (C.), HE (M.), ZHANG (W.) - Metamaterials : paving the way for terahertz technology. - Terahertz Science and Technology, no 6, p. 66 (2013).
-
(2) - WITHAY ACHUMNANKUL (W.), ABBOTT (D.) - Metamaterials in the terahertz regime. - IEEE Photonic Journal, no 1, p. 99-118 (2009).
-
(3) - ROGALSKI (A.), SIZOV (F.) - Terahertz detectors and focal plane arrays. - Opto-Electronics Review, no 19, p. 346-404 (2011).
-
(4) - WU (Q.), ZHANG (X.-C.) - Ultrafast electro-optic field sensors. - Appl. Phys. Lett., no 68, p. 1604 (1996).
-
(5) - HAN (P.Y.), ZHANG (X.-C.) - Coherent, broadband midinfrared terahertz beam sensors. - Appl. Phys. Lett., no 73, p. 3050 (1998).
-
(6) - HORI (T.), HIROMOT (N.) - Characteristics...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
ESA - projet Herschel :
http://sci.esa.int/herschel/49387-herschel-image-and-spectrum-of-jupiter-family-comet-103p-hartley-2
Labex FOCUS (Focal Plays for Universe Sensing)
http://ipag.osng.fr/Focus-Labex
HAUT DE PAGE
Antennes photoconductrices
Teravil (Lituanie)
Batop (Allemagne)
Menlo Systems (Allemagne)
GigaOptics (Allemagne)
Del Mar Photonics (États-Unis)
http://www.delmarphotonics.com
Te-TechS Inc. (Canada)
Hamamatsu (Japon)
Oplan (Chine)
AMO GmbH (Allemagne)
Teraview (Royaume-Uni)
Bakman Technologies (États-Unis)
http://www.bakmantechnologies.com/
Corps noirs
CI Systems...
Cet article fait partie de l’offre
Techniques d'analyse
(289 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
Cet article fait partie de l’offre
Techniques d'analyse
(289 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive