Titre : DETECTEUR DE RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE

Domaine technique

[0001] La présente description concerne un détecteur de rayonnement électromagnétique, ainsi qu’une structure bidimensionnelle de détection de rayonnement électromagnétique.

Technique antérieure

[0002] Dans la présente description, on désigne par domaine Térahertz l’ensemble des rayonnements électromagnétiques dont les longueurs d’onde sont comprises entre 30 pm (micromètre) et 3 mm (millimètre). Par ailleurs, on désigne par domaine infrarouge l’ensemble des rayonnements électromagnétiques dont les longueurs d’onde sont comprises entre 1 pm et 30 pm.

[0003] Des caméras efficaces dans le domaine infrarouge sont connues depuis longtemps, et sont utilisées pour de très nombreuses applications. Par contre, un besoin croissant apparaît pour des caméras qui sont efficaces dans le domaine Térahertz, notamment pour des applications de vision à travers des parois ou dans des conditions d’environnement dégradées, des applications de contrôles non-destructifs, des applications de diagnostics médicaux, des applications de sécurité, etc. De telles caméras efficaces dans le domaine Térahertz sont donc recherchées, de préférence en étant peu onéreuses, légères, faciles à fabriquer, et en utilisant si possible des technologies qui sont déjà disponibles. En particulier, des structures bidimensionnelles de détection de rayonnement électromagnétique sont recherchées, qui pourraient constituer les surfaces photosensibles de telles caméras.

[0004] Une première catégorie de détecteurs qui sont efficaces dans le domaine Térahertz est fondée sur la génération d’ondes plasma dans le canal d’un transistor à effet de champ, ou FET pour «field effect transistor» en anglais. Cette première catégorie n’est pas concernée par la présente invention. [0005] Une deuxième catégorie de détecteurs qui sont efficaces dans le domaine Térahertz, et/ou possiblement aussi efficaces dans le domaine infrarouge, est fondée sur l’absorption du rayonnement électromagnétique et sur la détection d’un échauffement qui résulte de cette absorption. L’échauffement peut être détecté directement, par exemple en utilisant un matériau thermochrome comme révélateur de cet échauffement, ou indirectement en mesurant un paramètre électrique, mécanique ou autre, qui varie en fonction de réchauffement. Les bolomètres ou microbolomètres qui sont efficaces dans le domaine infrarouge appartiennent à cette deuxième catégorie.

[0006] Une troisième catégorie est encore fondée sur l’absorption du rayonnement Térahertz, mais c’est le rayonnement d’émission thermique qui est provoqué par l’échauffement qui est alors détecté. Le document EP 3 413 127 décrit des détecteurs de cette troisième catégorie.

[0007] Mais les détecteurs des deuxième et troisième catégories qui viennent d’être énoncées présentent les inconvénients suivants :

- leur fonctionnement est limité par un compromis entre sensibilité de détection et temps de réponse, qui dépend de l’épaisseur du matériau utilisé pour absorber le rayonnement. Une faible épaisseur pour ce matériau permet qu’il s’échauffe rapidement, mais ne produit qu’une absorption partielle du rayonnement incident ;

- de la diaphonie se produit entre des détecteurs qui sont voisins dans une structure bidimensionnelle de détection d’images, à cause de la diffusion thermique qui intervient entre ces détecteurs. Pour cette raison, la résolution spatiale avec laquelle chaque image peut être saisie est limitée, ou bien des images multispectrales ne peuvent pas être saisies en utilisant des détecteurs voisins qui sont affectés à des valeurs différentes de longueur d’onde ;

- pour les détecteurs de la troisième catégorie, leur temps de réponse est limité intrinsèquement par la durée nécessaire à la chaleur pour diffuser à partir de la portion de matériau qui absorbe le rayonnement à détecter jusqu’au composant qui émet le rayonnement thermique. Cette limitation empêche que deux images soient saisies rapidement l’une après l’autre et réduit la sensibilité de chaque image ; et

- l’utilisation de supports fins, typiquement de moins de 10 pm d’épaisseur, sur lesquels sont disposés les détecteurs afin de réduire les inconvénients précédents, pose des problèmes mécaniques tels que la fragilité de ces supports, des vibrations dont ils sont objets, la nécessité de contrôler leur tension, des difficultés de fixation par leurs pourtours, etc.

Problème technique

[0008] A partir de cette situation, un but de la présente invention est de proposer une nouvelle structure de détecteurs de rayonnement électromagnétique qui ne présente pas les inconvénients cités ci-dessus, ou pour laquelle certains au moins de ces inconvénients sont réduits.

[0009] D’autres buts de l’invention consistent à proposer des détecteurs de rayonnement électromagnétique qui soient peu encombrants et faciles à incorporer dans des dispositifs à fonction de caméras.

Résumé de l’invention

[0010] Pour atteindre l’un au moins de ces buts ou un autre, un premier aspect de l’invention propose un nouveau détecteur de rayonnement électromagnétique qui comprend :

- au moins une antenne, adaptée pour concentrer un champ électrique d’un rayonnement électromagnétique qui atteint cette antenne, dans une zone de concentration du champ lorsque le rayonnement appartient à une bande spectrale de résonance de l’antenne ;

- une portion d’un matériau qui est absorbant pour le rayonnement dans la bande spectrale de résonance de l’antenne, appelée portion absorbante, et située dans la zone de concentration du champ de sorte que cette portion absorbante produise un échauffement lorsque le rayonnement qui appartient à la bande spectrale de résonance de l’antenne atteint cette dernière ; et

- des moyens de détection de réchauffement qui est produit par la portion absorbante.

[0011] Dans le cadre de la présente invention, «antenne» désigne tout composant adapté pour modifier un rayonnement électromagnétique qui est incident sur celle-ci, lorsque ce rayonnement appartient à la bande spectrale de résonance de l’antenne. L’antenne qui est utilisée dans le détecteur de l’invention a pour fonction de concentrer le champ électrique du rayonnement dans la zone de concentration. Une telle antenne, qui peut aussi être appelée concentrateur de champ électrique, peut posséder une configuration et une composition quelconques qui sont adaptées pour produire la fonction de concentration du champ électrique. En particulier, elle peut être constituée d’une ou plusieurs portion(s) de matériau(x) diélectrique(s) ou conducteur(s) électrique(s), notamment métallique(s) ou à base de semiconducteur(s) possiblement dégénéré(s).

[0012] Selon l’invention, la portion absorbante est séparée de l’antenne, et des matériaux respectifs de l’antenne et de la portion absorbante sont tels que pour du rayonnement qui atteint l’antenne en appartenant à sa bande spectrale de résonance, un quotient d’une absorption énergétique qui se produit dans la portion absorbante sur une somme d’une absorption énergétique qui se produit dans l’antenne et de celle qui se produit dans la portion absorbante soit supérieur ou égal à 40%.

[0013] Ainsi, dans la structure de détecteur de l’invention, les fonctions d’une part de concentration du champ électrique et d’autre part d’absorption du champ électrique sont au moins en partie réalisées séparément, par l’antenne et par la portion absorbante respectivement. Cette séparation permet que chaque fonction soit produite individuellement avec une efficacité supérieure, et l’efficacité améliorée du détecteur de l’invention résulte de la combinaison de ces deux fonctions qui est obtenue en plaçant la portion absorbante dans la zone de concentration du champ électrique. Ainsi, la fonction d’absorption est réalisée à au moins 40% par la portion absorbante, c’est-à-dire que le quotient de la puissance du rayonnement électromagnétique incident qui est absorbée par la portion absorbante, sur la puissance totale qui est absorbée soit dans cette portion absorbante soit dans l’antenne, est supérieur ou égal à 40%. De préférence, au moins 50%, voire au moins 70%, de l’absorption du rayonnement qui atteint l’antenne en appartenant à sa bande spectrale de résonance, se produit dans la portion absorbante par opposition à la contribution d’absorption de l’antenne.

[0014] Le matériau de la portion absorbante peut être sélectionné pour avoir une grande efficacité d’absorption dans la bande spectrale de résonance de l’antenne, si bien qu’une petite portion de ce matériau soit suffisante. Son échauffement peut alors être rapide, si bien que le détecteur possède à la fois une sensibilité qui est élevée et un temps de réponse qui est court.

[0015] Les portions absorbantes de détecteurs qui sont voisins sur un support commun peuvent être isolées thermiquement l’une de l’autre, notamment si le support est isolant thermiquement et ne participe pas à une transmission utile de réchauffement qui est produit par l’absorption du rayonnement incident. Autrement dit, des détecteurs conformes à l’invention qui sont voisins peuvent présenter une diaphonie qui est faible ou très faible.

[0016] Enfin, le détecteur de l’invention peut être réalisé sur un support d’épaisseur quelconque, puisque ce support peut ne pas participer utilement au fonctionnement du détecteur. En particulier, ce support peut avoir une épaisseur qui réduit ou supprime certains au moins des problèmes mécaniques des détecteurs de l’art antérieur.

[0017] De préférence, un volume de la portion absorbante peut être plus petit qu’un volume de l’antenne, de préférence au moins cinq fois plus petit que ce volume d’antenne. Alternativement ou en combinaison, une plus grande des dimensions de la portion absorbante peut être inférieure à un dixième d’une limite inférieure de la bande spectrale de résonance de l’antenne, exprimée en longueur d’onde. Dans le jargon de l’Homme du métier, la portion absorbante possède des dimensions sub-longueur d’onde.

[0018] De préférence, l’antenne ne contient pas de matériau qui soit identique à un matériau de la portion absorbante. Ainsi, les fonctions de l’antenne et de la portion absorbante peuvent être encore plus séparées, permettant au quotient de la puissance du rayonnement incident qui est absorbée par la portion absorbante, sur la puissance totale qui est absorbée dans cette portion absorbante ou dans l’antenne, d’avoir des valeurs supérieures. Le détecteur de l’invention peut ainsi posséder une efficacité de détection qui est encore supérieure.

[0019] Dans des premières réalisations de détecteurs conformes à l’invention et efficaces dans le domaine Térahertz, l’antenne peut être dimensionnée de sorte que sa bande spectrale de résonance soit contenue dans le domaine de longueur d’onde qui est compris entre 30 pm et 3 mm. Dans ce cas, le matériau de la portion absorbante peut être constitué par des nanotubes de carbone, ou par de la suie, couramment appelée «black carbon» en anglais, ou par du graphène. [0020] Dans d’autres réalisations de détecteurs conformes à l’invention et efficaces dans le domaine infrarouge, l’antenne peut être dimensionnée de sorte que sa bande spectrale de résonance soit contenue dans le domaine de longueur d’onde qui est compris entre 1 pm et 30 |im. Dans ces autres cas, le matériau de la portion absorbante est absorbant dans le domaine infrarouge. Ce peut être notamment un matériau semi-conducteur à faible largeur de bande interdite, couramment appelé matériau à faible gap.

[0021] Dans diverses réalisations de l’invention, les moyens de détection de réchauffement qui est produit par la portion absorbante peuvent être de l’un des types suivants :

- une portion d’un matériau thermochrome qui est en contact thermique avec la portion absorbante ; ou

- un capteur de rayonnement infrarouge qui est disposé pour détecter un rayonnement d’émission thermique produit par réchauffement de la portion absorbante, et émis par cette portion absorbante ou par une portion supplémentaire de matériau qui est en contact thermique avec elle. Un tel capteur de rayonnement infrarouge peut notamment être de type bolométrique ou microbolométrique, refroidi ou non ; ou

- un capteur acoustique, le détecteur étant alors agencé pour que le rayonnement produise des échauffements intermittents de la portion absorbante, cette portion absorbante étant adaptée pour se dilater et se contracter alternativement en réponse aux échauffements intermittents et générer ainsi une onde acoustique, le capteur acoustique étant disposé pour détecter cette onde acoustique.

[0022] Dans le deuxième cas qui vient d’être cité, la portion supplémentaire de matériau constitue un élément additionnel dans la composition du détecteur de l’invention. La fonction d’absorption du rayonnement incident, produite par la portion absorbante, et celle de réémission thermique, produite par la portion supplémentaire de matériau, sont alors réalisées séparément, si bien que leurs matériaux respectifs peuvent être sélectionnés pour que chaque fonction soit produite avec une efficacité supérieure. En particulier, ils peuvent être sélectionnés pour que la bande d’émission du matériau de la portion supplémentaire soit distincte ou disjointe de la bande d’absorption du matériau de la portion absorbante. [0023] Dans des premiers modes de réalisation de l’invention, l’antenne peut être constituée par une ou plusieurs portion(s) d’une couche métallique disposée sur un substrat isolant électriquement, avec une épaisseur de la couche métallique qui est inférieure à un centième d’une valeur centrale de longueur d’onde de la bande spectrale de résonance de l’antenne. Autrement dit, l’antenne est formée par une ou plusieurs portion(s) d’une couche mince métallique. Dans ce cas, le substrat isolant électriquement peut avantageusement être sélectionné pour être transparent pour du rayonnement d’émission thermique qui est produit par réchauffement de la portion absorbante. Un capteur de rayonnement infrarouge qui est utilisé pour constituer les moyens de détection d’échauffement peut ainsi être sensible au rayonnement qui est produit par réchauffement de la portion absorbante, sélectivement par rapport au rayonnement thermique du substrat. Une sensibilité de détection qui est supérieure en résulte, pour le rayonnement qui parvient au détecteur en provenance de l’extérieur.

[0024] Dans de tels premiers modes de réalisation de l’invention, l’antenne peut être constituée par l’un des agencements suivants de portions de couche métallique :

- deux segments disjoints de couche métallique chacun allongé selon une direction longitudinale, et ayant chacun une extrémité en forme de pointe, les deux segments étant opposés l’un à l’autre par leurs extrémités en pointes et leurs directions longitudinales respectives étant superposées. Un tel premier agencement est couramment désigné par agencement dipolaire, et la zone de concentration du champ électrique est située entre les extrémités en pointes des deux segments ;

- quatre segments disjoints de couche métallique chacun allongé selon une direction longitudinale, et ayant chacun une extrémité en forme de pointe, les quatre segments étant répartis en deux paires, et pour chaque paire les deux segments de cette paire étant opposés l’un à l’autre par leurs extrémités en pointes et leurs directions longitudinales respectives étant superposées, les directions longitudinales des segments étant perpendiculaires entre les deux paires, et un point central qui est situé entre les pointes des segments d’une même des deux paires étant identique pour les deux paires. Un tel deuxième agencement est couramment désigné par agencement en croix, et la zone de concentration du champ électrique est alors située entre les quatre extrémités en pointes des segments de la croix ; - deux portions disjointes de couche métallique chacune en forme de triangle isocèle avec un sommet principal et un axe de symétrie, les deux portions étant opposées l’une à l’autre par leurs sommets principaux et leurs axes de symétrie respectifs étant superposés. Un tel troisième agencement est couramment désigné par agencement en nœud papillon, ou «bow-tie» en anglais, et la zone de concentration du champ électrique est alors située entre les deux sommets principaux des triangles ; et

- au moins une portion de couche métallique en forme de boucle, la boucle étant pourvue d’au moins un intervalle d’interruption de sorte que cette boucle possède deux bords qui sont en vis-à-vis à travers l’intervalle d’interruption. Un tel quatrième agencement est couramment désigné par agencement à anneau fendu, ou «split ring» en anglais, et la zone de concentration du champ électrique est alors située dans la fente de l’anneau.

[0025] Dans des deuxièmes modes de réalisation de l’invention, l’antenne peut posséder l’une des structures suivantes :

- une structure métal-isolant-métal, comprenant un substrat qui est réfléchissant dans la bande spectrale de résonance de l’antenne, une couche isolante électriquement qui est disposée sur le substrat, et une portion de couche métallique qui est située sur la couche isolante, d’un côté opposé au substrat. Pour une telle première structure, la zone de concentration du champ électrique est située dans la couche isolante, sensiblement sous la portion de couche métallique ou sous des bords ou extrémités de celle-ci ;

- un résonateur de Helmholtz électromagnétique. Pour une telle deuxième structure, la zone de concentration du champ électrique est située dans une fente de séparation entre deux portions métalliques qui recouvrent un volume de matériau diélectrique ; et

- un résonateur multi-diélectrique à modes guidés, comprenant un substrat conducteur électriquement qui est réfléchissant dans la bande spectrale de résonance de l’antenne, un empilement diélectrique qui est disposé sur le substrat conducteur électriquement, et une série périodique de portions d’une couche conductrice électriquement, qui est située sur l’empilement diélectrique d’un côté opposé au substrat conducteur électriquement, l’empilement diélectrique comprenant une couche diélectrique centrale insérée entre deux couches diélectriques extrêmes, la couche diélectrique centrale ayant une valeur d’indice de réfraction qui est supérieure à des valeurs respectives d’indice de réfraction des couches diélectriques extrêmes. Pour une telle troisième structure, la zone de concentration du champ électrique est située à proximité d’un niveau de milieu en épaisseur à l’intérieur de la couche diélectrique centrale.

[0026] Selon un premier perfectionnement de l’invention, qui est adapté lorsque la bande spectrale de résonance de l’antenne est contenue dans le domaine Térahertz, le matériau de la portion absorbante peut être constitué par des nanotubes de carbone ou par de la suie, et le détecteur peut comprendre en outre au moins une antenne supplémentaire qui est dédiée à une émission de rayonnement infrarouge. Cette antenne supplémentaire est alors disposée pour être couplée à la portion absorbante de façon à capter puis réémettre une partie du rayonnement d’émission thermique qui est produit par la portion absorbante. Il est ainsi possible, par un dimensionnement adapté de l’antenne supplémentaire, de sélectionner sa bande de résonance pour optimiser le rayonnement infrarouge qui est réémis par rapport à la sensibilité d’un capteur infrarouge qui est utilisé pour constituer les moyens de détection de réchauffement, et aussi par rapport à une bande d’absorption du support du détecteur. Pour ce premier perfectionnement, les moyens de détection de réchauffement qui est produit par la portion absorbante sont adaptés pour détecter le rayonnement d’émission thermique qui est produit par la portion absorbante puis réémis par l’antenne supplémentaire. L’antenne supplémentaire peut aussi être conçue pour focaliser le rayonnement de réémission thermique en direction des moyens de détection de réchauffement.

[0027] Selon un deuxième perfectionnement de l’invention, qui est aussi adapté lorsque la bande spectrale de résonance de l’antenne est contenue dans le domaine Térahertz, le matériau de la portion absorbante peut être constitué par des nanotubes de carbone ou par du graphène, et le détecteur peut comprendre en outre au moins une portion supplémentaire de matériau qui est intégrée dans une surface de la portion absorbante, ou qui est en contact thermique avec la portion absorbante. Cette portion supplémentaire de matériau est alors adaptée pour produire un rayonnement d’émission thermique qui est généré par réchauffement de la portion absorbante. Pour ce deuxième perfectionnement, les moyens de détection de réchauffement qui est produit par la portion absorbante sont adaptés pour détecter le rayonnement d’émission thermique qui est émis par la portion supplémentaire de matériau. [0028] Selon un troisième perfectionnement de l’invention, qui est encore adapté lorsque la bande spectrale de résonance de l’antenne est contenue dans le domaine Térahertz, le matériau de la portion absorbante peut être constitué par des nanotubes de carbone ou par du graphène, et le détecteur peut comprendre au moins une antenne supplémentaire qui est intégrée dans une surface de la portion absorbante, ou en contact thermique avec la portion absorbante. Cette antenne supplémentaire est alors adaptée pour produire le rayonnement d’émission thermique qui est généré par réchauffement de la portion absorbante. Pour ce troisième perfectionnement, les moyens de détection de réchauffement qui est produit par la portion absorbante sont adaptés pour détecter le rayonnement d’émission thermique qui est émis par l’antenne supplémentaire.

[0029] Un second aspect de l’invention propose une structure bidimensionnelle de détection de rayonnement électromagnétique, qui comprend plusieurs détecteurs chacun conforme au premier aspect de l’invention. Dans cette structure bidimensionnelle, les antennes et les portions absorbantes respectives des détecteurs sont disposées sur une surface d’un support qui est commun aux détecteurs. De préférence, ce support est isolant thermiquement, pour réduire ou inhiber une diaphonie entre détecteurs voisins.

[0030] En particulier, les détecteurs peuvent être disposés selon un agencement matriciel sur la surface du support. La structure bidimensionnelle est alors adaptée pour constituer la surface photosensible d’un capteur d’images.

[0031] Chacun des détecteurs de la structure bidimensionnelle peut être conforme à un parmi plusieurs modèles de détecteurs, ces modèles de détecteurs possédant des sélectivités qui sont différentes en fonction d’une polarisation du rayonnement électromagnétique, ou possédant des bandes spectrales de résonance d’antenne qui sont différentes. Les détecteurs peuvent alors être alternés sur la surface du support en fonction de leurs modèles respectifs. Une telle structure bidimensionnelle peut être adaptée pour saisir des images multispectrales, en particulier.

[0032] Enfin, la structure bidimensionnelle peut comprendre en outre une enceinte à vide pourvue d’un hublot transparent pour le rayonnement électromagnétique qui atteint les antennes. Le support qui porte les antennes et les portions absorbantes est alors disposé à l’intérieur de l’enceinte à vide. Brève description des figures

[0033] Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non-limitatifs, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :

[0034] [Fig. 1 a] est une section transversale d’un détecteur conforme à l’invention ;

[0035] [Fig. 1 b] est une vue en plan du détecteur de [Fig. 1 a] ;

[0036] [Fig. 1 c] correspond à [Fig. 1 b] pour une première variante du détecteur de [Fig.

1 a] et [Fig. 1 b] ;

[0037] [Fig. 1d] correspond à [Fig. 1 b] pour une deuxième variante du détecteur de [Fig. 1 a] et [Fig. 1 b] ;

[0038] [Fig. 1 e] correspond à [Fig. 1 b] pour une troisième variante du détecteur de [Fig. 1 a] et [Fig. 1 b] ;

[0039] [Fig. 1 f] correspond à [Fig. 1 b] pour une quatrième variante du détecteur de [Fig. 1 a] et [Fig. 1 b] ;

[0040] [Fig. 2a] correspond à [Fig. 1 a] pour des antennes de structure différente ;

[0041] [Fig. 2b] correspond aussi à [Fig. 1 a] pour encore une autre structure d’antenne ;

[0042] [Fig. 2c] correspond de même à [Fig. 1 a] pour encore une autre structure d’antenne ;

[0043] [Fig. 3a] montre un détecteur qui est conforme à l’invention et muni de moyens de détection d’échauffement d’un premier type ;

[0044] [Fig. 3b] correspond à [Fig. 3a] pour des moyens de détection d’échauffement d’un deuxième type ;

[0045] [Fig. 3c] montre une variante d’agencement pour le détecteur de [Fig. 3b] ;

[0046] [Fig. 4a] correspond à [Fig. 1 c] pour un premier perfectionnement de l’invention ;

[0047] [Fig. 4b] correspond à [Fig. 1 a] pour un deuxième perfectionnement de l’invention ; [0048] [Fig. 4c] correspond à [Fig. 1 a] pour un troisième perfectionnement de l’invention ;

[0049] [Fig. 5] est une vue en plan d’une partie photosensible de structure bidimensionnelle conforme à l’invention ;

[0050] [Fig. 6] est une section transversale d’un capteur d’images qui incorpore la structure bidimensionnelle de [Fig. 5] ;

[0051] [Fig. 7] correspond à [Fig. 6] pour un perfectionnement de l’invention ; et

[0052] [Fig. 8] correspond à [Fig. 3a] pour des moyens de détection d’échauffement d’un troisième type.

Description détaillée de l’invention

[0053] Pour raison de clarté, les dimensions des éléments qui sont représentés dans ces figures ne correspondent ni à des dimensions réelles, ni à des rapports de dimensions réels. En outre, certains de ces éléments ne sont représentés que symboliquement, et des références identiques qui sont indiquées dans des figures différentes désignent des éléments identiques ou qui ont des fonctions identiques.

[0054] Dans toutes les figures, les références indiquées ci-dessous ont les significations suivantes :

1 détecteur unitaire de rayonnement électromagnétique, qui est conforme à l’invention,

R rayonnement électromagnétique à détecter et qui est incident sur le détecteur 1 en provenance d’une source externe,

2 antenne à fonction de concentration du rayonnement électromagnétique R, ZC zone de concentration du champ électrique, et

3 portion absorbante, située dans la zone de concentration ZC.

[0055] Les modes de réalisation qui sont décrits en référence à [Fig. 1 a]-[Fig. 1 f] peuvent être réalisés sur des substrats de polymères, tels que des films de polyéthylène téréphtalate ou PET, ou des films de polyimide, ou encore des supports en aérogel. De tels supports, désignés par la référence 5, sont isolants électriquement et thermiquement, et dans le cas de films de polymères, ils peuvent avoir une épaisseur inférieure à 10 pm, par exemple égale à 3 pm environ. Des substrats qui sont en plus transparents dans le domaine infrarouge peuvent avantageusement être utilisés lorsque les moyens de détection d’échauffement sont basés sur un ou plusieurs capteur(s) infrarouge(s). De tels substrats qui sont à la fois isolants thermiquement et transparents dans le domaine infrarouge peuvent être en bromure de potassium (KBr), iodure de césium (Csl) ou en chlorure de potassium (KCI), par exemple.

[0056] Les premiers détecteurs 1 qui sont décrits maintenant en référence à [Fig. 1 a]- [Fig. 1 f] comprennent chacun une ou plusieurs portion(s) d’une couche métallique qui est déposée sur une même surface S du substrat 5. La couche métallique peut avoir une épaisseur de 0,1 pm par exemple, et être constituée d’or (Au), d’argent (Ag) ou d’aluminium (Al) de façon non-limitative. Alternativement, elle peut être constituée d’un matériau semiconducteur dégénéré, tel que du silicium (Si) fortement dopé ou de l’oxyde d’indium dopé à l’étain (ITO). Dans le mode de réalisation de [Fig. 1 a] et [Fig. 1 b], l’antenne 2 est de type dipolaire et constituée par deux portions 2a et 2b de la couche métallique. Chacune des portions 2a et 2b possède une forme de segment étroit et allongé, avec l’une des extrémités du segment en forme de pointe. Pa (respectivement Pb) désigne l’extrémité du segment 2a (resp. 2b) qui est en forme de pointe, par exemple avec un rayon de courbure d’environ 20 pm. La longueur L de chaque segment 2a, 2b est à ajuster en fonction de la bande spectrale de résonance qui est voulue pour l’antenne 2, dans le domaine Térahertz ou dans le domaine infrarouge, et du principe de fonctionnement de l’antenne dipolaire qui est connu de l’Homme du métier. Les deux segments 2a et 2b sont parallèles à un même axe longitudinal A-A, opposés par leurs extrémités en pointe Pa et Pb, et séparés entre celles-ci par une distance D qui peut être égale à 100 pm. Dans ces conditions, la longueur d’onde de résonance de l’antenne 2, notée Àres, est donnée approximativement par la formule empirique : où n _s est l’indice de réfraction du substrat 5, et a et b sont deux constantes qui dépendent notamment de la largeur des segments 2a et 2b, leur épaisseur et leur forme de bord. La zone de concentration du champ électrique ZC est alors localisée entre les deux extrémités Pa et Pb des segments 2a et 2b. L’antenne 2 produit ainsi une exaltation du champ électrique du rayonnement R dans la zone ZC, avec un facteur d’exaltation qui peut être de l’ordre de dix mille.

[0057] La portion absorbante 3 peut être constituée de nanotubes de carbone, ou CNT pour «carbon nanotubes» en anglais. Alternativement, elle peut être constituée de suie ou de graphène. Elle peut avoir des diamètres dans toutes les directions et une épaisseur qui sont inférieurs à 40 pm, et être disposée autour d’un point central de la zone de concentration ZC.

[0058] L’antenne 2 de [Fig. 1 a] et [Fig. 1 b] est sélective en fonction de la direction de polarisation linéaire du rayonnement R. Il est possible de compléter cette antenne conformément à [Fig. 1 c] pour obtenir une sensibilité qui est indépendante de la direction de polarisation linéaire du rayonnement R. Pour cela, deux segments 2c et 2b de la couche métallique, qui sont identiques aux segments 2a et 2b, sont ajoutés en étant parallèles à l’axe B-B qui est orthogonal à l’axe A-A. L’antenne 2 ainsi obtenue est invariante par rotation de 90° (degré) autour d’un axe qui est perpendiculaire à la surface S du substrat 5 et qui passe par le centre de la portion absorbante 3. L’antenne de [Fig. 1 c] est dite d’un modèle en forme de croix.

[0059] [Fig. 1 d] illustre encore un autre modèle d’antenne 2, dit en nœud papillon, et pour lequel les deux portions de couche métallique 2e et 2f sont chacune en forme de triangle isocèle et sont opposées par leurs sommets principaux. Les deux portions 2e et 2f sont encore séparées par un intervalle entre leurs sommets principaux, et ont l’axe A-A comme axe de symétrie commun. Dans ce cas, la zone de concentration ZC est située entre les sommets principaux des triangles isocèles.

[0060] [Fig. 1 e] illustre encore un autre modèle d’antenne 2, dit à anneau fendu ou «split ring» en anglais. L’antenne 2 est alors constituée d’une portion de couche métallique 2g en forme d’anneau, cet anneau étant pourvu d’un intervalle d’interruption qui est situé entre deux bords Bg de l’anneau orientés sensiblement radialement. Pour ce modèle d’antenne 2, la zone de concentration du champ électrique ZC est située entre les deux bords Bg, et la portion absorbante 3 située dans celle-ci. A titre d’exemple, un tel modèle d’antenne peut présenter une résonance autour de la valeur de longueur d’onde 2 mm, lorsque l’anneau possède un rayon moyen sensiblement égal à 160 pm, une différence entre ses rayons externe et interne sensiblement égale à 50 |im, une épaisseur de couche métallique égale à 1 pm et une largeur d’intervalle d’interruption égale à 50 pm.

[0061] [Fig. 1 f] illustre un modèle d’antenne 2 à deux anneaux fendus. L’antenne 2 est ainsi constituée de deux portions de couche métallique 2g et 2h chacune en forme d’anneau, concentriques et logées l’une à l’intérieur de l’autre en étant indépendantes. Chaque portion en anneau 2g (respectivement 2h) est pourvue d’un intervalle d’interruption qui est situé entre deux bords Bg (resp. Bh) de l’anneau correspondant, orientés sensiblement radialement. L’article intitulé «Investigation of magnetic resonances for different split-ring resonator parameters and designs», de Koray Aydin et al., New Journal of Physics 7, 168 (2005) présente des variations de la bande spectrale de résonance de plusieurs antennes de ce type et de modèles dérivés. Le modèle d’antenne 2 de [Fig. 1 f] présente deux zones de concentration du champ électrique ZC, entre les deux bords Bg de la portion en anneau 2g et entre les deux bords Bh de la portion en anneau 2h. La portion absorbante 3 peut alors être située dans l’une ou l’autre de ces deux zones de concentration du champ électrique ZC.

[0062] D’autres structures d’antennes peuvent encore être utilisées alternativement dans un détecteur 1 conforme à l’invention. Par exemple, pour une structure dite métal- isolant-métal et telle que représentée dans [Fig. 2a], le substrat peut être maintenant une feuille métallique désignée par la référence 5’, par exemple une feuille d’or d’épaisseur approximativement égale à 500 nm (nanomètre). Une surface S’ de ce substrat 5’ est recouverte par une couche 6 d’un matériau diélectrique, et une portion de couche métallique 7 est formée sur la couche 6, du côté de celle-ci qui est opposé au substrat 5’. La portion métallique 7 peut avoir une forme de bâtonnet dans un plan parallèle à la surface du substrat 5’, une forme carrée, circulaire ou autre. De telles antennes sont connues de l’Homme du métier et décrites notamment dans l’article intitulé "Rapid prototyping of flexible terahertz metasurfaces using a microplotter", de A. Salmon et al., Optics Express 29, 8617 (2021 ). Leur bande spectrale de résonance dépend de l’épaisseur de la couche diélectrique 6 et des dimensions de la portion métallique 7. La zone de concentration du champ électrique ZC est située dans la couche diélectrique 6, avec deux parties de cette zone qui sont chacune au niveau d’une extrémité de la portion métallique 7 lorsque celle-ci a une forme de bâtonnet. [0063] Encore une autre structure qui est possible pour l’antenne 2 d’un détecteur 1 conforme à l’invention est de type résonateur de Helmholtz électromagnétique, comme illustré par [Fig. 2b]. Dans une telle structure, le substrat 5’ est métallique, par exemple en or, avec une surface supérieure, de préférence plane, qui est encore notée S’. Un volume V qui est constitué d’un milieu isolant électrique est formé en dessous de la surface S’, au sein du substrat 5’. Ce volume V peut être rempli avec un gaz quelconque ou rempli de matériau diélectrique. Par exemple, le volume V présente une grande dimension perpendiculairement au plan de [Fig. 2b]. Il est séparé de l’extérieur du substrat 5’ par deux portions métalliques P1 et P2, en dehors d’un intervalle d’interruption entre ces deux portions métalliques P1 et P2. Bien que les portions métalliques P1 et P2 soient représentées en continuité avec le substrat 5’, elles peuvent être formées par des portions d’une couche métallique qui est déposée par-dessus le diélectrique de remplissage du volume V, et par-dessus des parties du substrat 5’ qui limitent latéralement le volume V. De tels résonateurs de Helmholtz électromagnétiques sont aussi connus de l’Homme du métier, et décrits notamment dans l’article intitulé "Optical Helmholtz resonators", de P. Chevalier et al., Applied Physics Letters 105, 071 1 10 (2014). Des structures dérivées de ces résonateurs de Helmholtz électromagnétiques sont connues de même, pour lesquelles les volumes V de résonateurs voisins ne sont pas séparés par des cloisons métalliques intermédiaires, tout en conservant un fonctionnement électromagnétique qui est similaire. Pour toutes ces structures d’antenne conformes au principe de résonateur de Helmholtz, la zone de concentration du champ électrique ZC est située entre les deux bords E respectifs des portions P1 et P2, qui sont en vis-à-vis.

[0064] [Fig. 2c] illustre encore une autre structure d’antenne qui est compatible avec un détecteur 1 conforme à l’invention. Cette autre structure est dite à guide d’onde multidiélectrique, ou à résonateur multi-diélectrique à modes guidés, et est décrite dans l’article intitulé «Towards perfect metallic behavior in optical resonant structures», de Clément Verlhac et al., Optics Express 29, 18458 (2021 ). La cavité de guide d’onde est formée par un volume 8 de milieu diélectrique qui est intermédiaire entre le substrat métallique 5’ et une série périodique de portions supérieures métalliques 9. Les portions métalliques 9 forment ainsi un réseau qui est partiellement transparent pour le rayonnement à détecter R, et suffisamment réfléchissant pour limiter la cavité de guide d’onde en vis-à- vis de la surface réfléchissante S’ du substrat conducteur 5’. La direction de propagation des modes guidés est parallèle au plan de [Fig. 2c] et à la surface S’. Dans la structure considérée, le volume 8 de milieu diélectrique est constitué par un empilement de trois couches de matériaux diélectriques. La direction d’empilement est perpendiculaire à la surface S’ du substrat 5’. La couche centrale de l’empilement, désignée par la référence 8a, est insérée entre les deux couches extrêmes 8b et 8c qui peuvent être constituées d’un même matériau commun. La couche centrale 8a possède une valeur d’indice de réfraction qui est supérieure à celle des couches extrêmes 8b et 8c. Par exemple, la couche centrale 8a peut être en oxyde d’hafnium (HfC ), et les couches extrêmes 8b et 8c peuvent être en silice (SiC ). L’utilisation d’une telle structure pour le volume de guidage 8 a pour effet de concentrer le champ électrique dans une zone de mi-épaisseur de la couche centrale 8a. Cette zone de concentration ZC est indiquée en traits interrompus épais dans [Fig. 2c]. La portion absorbante 3 est alors superposée à cette zone de concentration du champ électrique ZC.

[0065] Lorsque le détecteur 1 est d’un type conforme à [Fig. 1 a]-[Fig. 1 f], la température de la portion absorbante 3 peut augmenter de plusieurs dizaines de degrés Kelvin (K), par exemple de 80 K lorsque le rayonnement R possède une puissance d’environ 1 mW/mm ² (milliwatt par millimètre carré) et que le substrat 5 est un film de PET de 3 pm d’épaisseur.

[0066] De façon générale, la portion absorbante 3 est située dans la zone de concentration de champ électrique ZC de l’antenne 2. Pour les modes de réalisation de [Fig. 1 a]-[Fig. 1 f], elle peut être formée sur la même face du substrat 5 que l’antenne 2. Mais elle peut aussi être située sur l’autre face du substrat 5 lorsque celui-ci est un film.

[0067] [Fig. 3a] est un agrandissement de la partie centrale de [Fig. 1 a] pour montrer une réalisation possible des moyens de détection de réchauffement qui est produit par la portion absorbante 3 sous l’effet du rayonnement R. Bien que cette réalisation soit illustrée pour le détecteur 1 de [Fig. 1 a] et [Fig. 1 b], elle peut être combinée avec n’importe quelle structure de l’antenne 2. Ces moyens de détection d’échauffement sont constitués par une portion 10 d’un matériau thermochrome qui est déposée sur la portion absorbante 3. Lorsque la portion absorbante 3 s’échauffe, le matériau thermochrome de la portion 10 change de couleur, révélant ainsi le rayonnement R qui est incident sur le détecteur 1 . Ce changement de couleur peut être visualisé par un opérateur ou saisi en image par une caméra capable de distinguer les couleurs dans le domaine de variation du matériau thermochrome.

[0068] Une autre réalisation possible pour les moyens de détection de réchauffement qui est produit par la portion absorbante 3 consiste à utiliser un capteur infrarouge ou une caméra 1 1 qui est sensible dans le domaine infrarouge thermique, comme illustré par [Fig. 3b]. L’échauffement de la portion absorbante 3 provoque une augmentation du rayonnement qui est émis thermiquement par celle-ci, et ce rayonnement d’émission thermique, noté TH, est détecté par la caméra 11 . [Fig. 3b] montre un agencement du détecteur 1 pour lequel le rayonnement incident à détecter R et le rayonnement TH qui est réémis en direction de la caméra 1 1 sont tous les deux d’un même côté du substrat 5. Dans ce cas, un dispositif de séparation spectrale 12 peut être utilisé pour séparer les rayonnements R et TH, et permettre ainsi de placer la caméra 1 1 en dehors du champ d’entrée du rayonnement R.

[0069] Pour les modes de réalisation de [Fig. 1 a]-[Fig. 1 f], et lorsque les moyens de détection de réchauffement de la portion absorbante 3 sont basés sur la détection d’un rayonnement d’émission thermique qui est provoqué par cet échauffement, il peut être avantageux que ce rayonnement d’émission thermique qui contient l’information de détection soit séparé spectralement du rayonnement d’émission thermique du substrat isolant électriquement 5. Pour cela, les matériaux respectifs de la portion absorbante 3 et du substrat 5 peuvent avoir des bandes d’absorption disjointes. Autrement dit, le substrat 5 est avantageusement transparent pour le rayonnement d’émission thermique TH qui provient de la portion absorbante 3. Dans ce cas, une configuration «en transmission» peut être adoptée pour le détecteur 1 , telle que représentée dans [Fig. 3c], sans que la sensibilité de détection soit dégradée significativement.

[0070] Les trois perfectionnements qui sont décrits maintenant facilitent l’obtention de la séparation spectrale entre le rayonnement TH qui est détecté par la caméra 1 1 et le rayonnement d’émission thermique du substrat 5. Plus précisément, ils permettent de concentrer spectralement le rayonnement TH à l’intérieur d’un intervalle spectral de transparence du matériau qui est utilisé pour le substrat 5. [0071] Le premier perfectionnement qui est illustré par [Fig. 4a] consiste à utiliser une antenne supplémentaire 20 pour transmettre le rayonnement d’émission thermique TH qui est produit par réchauffement de la portion absorbante 3. Cette antenne supplémentaire 20 peut avoir une géométrie, un matériau et un mode de réalisation qui sont identiques à ceux de l’antenne 2. Par exemple, les deux antennes 2 et 20 peuvent chacune avoir une forme de croix telle que décrite en référence à [Fig. 1 c], et être constituées toutes les deux de portions respectives d’une même couche métallique, par exemple une couche d’or. Les références 20a-20d désignent les portions métalliques de l’antenne supplémentaire 20, chacune en forme de segment avec une extrémité en pointe qui est orientée vers la portion absorbante 3. Toutefois, alors que l’antenne 2 est dimensionnée pour que sa bande spectrale de résonance contienne le rayonnement R à détecter, l’antenne 20 est dimensionnée quant à elle pour que sa bande spectrale de résonance soit superposée à la fois à une bande d’absorption de la portion absorbante 3 et à la fenêtre spectrale de sensibilité de la caméra 1 1 . Lorsque le détecteur 1 est destiné à détecter du rayonnement R qui appartient au domaine Térahertz, l’antenne supplémentaire 20 est plus petite que l’antenne 2, avec un rapport de dimensions qui est de l’ordre du quotient entre les valeurs centrales de longueur d’onde des bandes de résonance respectives des antennes 20 et 2. L’antenne supplémentaire 20 est de préférence tournée de 45° autour de la portion absorbante 3 par rapport à l’antenne 2. Lorsque le rayonnement à détecter R appartient au domaine Térahertz et que le substrat 5 est en PET, la portion absorbante 3 peut être en nanotubes de carbone ou en suie.

[0072] Le deuxième perfectionnement qui est illustré par [Fig. 4b] consiste à utiliser une portion supplémentaire de matériau 30 qui est en contact thermique avec la portion absorbante 3. Ainsi, réchauffement de la portion absorbante 3 qui est produit par le rayonnement à détecter R est communiqué à la portion supplémentaire 30 qui émet alors le rayonnement thermique TH. Le matériau de la portion absorbante 3 peut alors être sélectionné pour absorber de façon optimale le rayonnement R, et le matériau de la portion supplémentaire 30 peut être sélectionné pour émettre de façon optimale dans une bande de transparence du substrat 5. Ainsi, lorsque le rayonnement à détecter R appartient au domaine Térahertz et que le substrat 5 est en PET, la portion absorbante 3 peut être en nanotubes de carbone ou en graphène, et la portion supplémentaire 30 peut être en noir de carbone ou en peinture noire.

[0073] Le troisième perfectionnement qui est illustré par [Fig. 4c] consiste à utiliser des antennes d’émission infrarouge 31 qui sont intégrées dans une surface de la portion absorbante 3. La portion absorbante 3 peut encore être en nanotubes de carbone ou en graphène, et les antennes d’émission infrarouge 31 peuvent être du type résonateurs métal- isolant-métal tel que rappelé plus haut, ou du type résonateur de Helmholtz électromagnétique, ou encore du type résonateur de Fabry-Pérot. Ces antennes 31 sont dimensionnées pour que leur bande spectrale de résonance soit superposée à la bande de transparence du substrat 5 et à la fenêtre spectrale de sensibilité de la caméra 1 1 . Elles produisent directement le rayonnement d’émission thermique TH qui est généré par réchauffement de la portion absorbante 3.

[0074] Conformément à [Fig. 5], une structure bidimensionnelle de détection de rayonnement électromagnétique peut comprendre le substrat muni d’une pluralité d’antennes 2 avec des portions absorbantes 3 qui leurs sont dédiées une-à-une, pour former des détecteurs 1 séparés chacun tel que décrit précédemment. Une telle structure bidimensionnelle peut former une partie au moins d’un capteur d’images fonctionnel dans le domaine Térahertz ou dans le domaine infrarouge. Elle peut avantageusement avoir un agencement matriciel, pour saisir des images sous forme de valeurs d’intensité de rayonnement qui sont attribuées respectivement à des points d’image dans une trame à motif carré. Pour cela, les antennes 2 avec les portions absorbantes 3 sont formées sur le substrat selon l’agencement matriciel, avec une distance de séparation entre détecteurs voisins qui est adaptée pour réduire une diaphonie par conduction thermique qui pourrait se produire entre ceux-ci. Le substrat est sélectionné pour posséder une efficacité suffisante d’isolation thermique entre les portions absorbantes 3 de détecteurs 1 qui sont voisins dans l’agencement matriciel. Selon un perfectionnement possible du capteur d’images, le substrat des antennes 2 et des portions absorbantes 3 peut être contenu dans une enceinte à pression réduite, couramment appelée enceinte à vide, telle que représentée dans [Fig. 7] et décrite plus loin. [0075] Le substrat 5 ou 5’ peut ainsi former un support qui est commun à tous les détecteurs 1 de la structure bidimensionnelle, mais un support supplémentaire qui est commun à ceux-ci peut être utilisé alternativement.

[0076] Dans des réalisations simples d’un tel capteur d’images, chaque détecteur 1 peut être muni individuellement d’une portion thermochrome 10 comme décrit en référence à [Fig. 3a], et une visualisation du changement de couleur de certaines de ces portions thermochromes 10 procure la perception de chaque image.

[0077] Alternativement, dans d’autres réalisations du capteur d’images, la caméra 1 1 peut être disposée pour avoir toutes les portions absorbantes 3 dans son champ optique d’entrée, et pour les imager simultanément par les rayonnements d’émission thermique TH qui proviennent séparément de toutes ces portions absorbantes 3. Autrement dit, une surface photosensible de la caméra 1 1 est conjuguée optiquement avec les portions absorbantes 3, ou avec les portions ou antennes émettrices ou ré-émettrices de rayonnement infrarouge, pour les rayonnements d’émission thermique TH. De tels agencements peuvent être du type «en réflexion», par exemple tel que représenté dans [Fig. 3b], ou «en transmission», par exemple tel que représenté dans [Fig. 3c]. Tous ces agencements peuvent être combinés avec l’un au moins des perfectionnements qui ont été décrits pour chaque détecteur 1 individuellement.

[0078] Lorsqu’une telle structure bidimensionnelle de détection est conçue pour être efficace dans le domaine Térahertz, pour le rayonnement à détecter R, il peut être avantageux que le matériau du substrat 5 soit sélectionné pour être transparent dans le domaine Térahertz. Dans ce cas, un agencement du type «en transmission» peut être utilisé, mais où la surface S du substrat 5 qui porte les antennes 2 et les portions absorbantes 3 est tournée vers la caméra 11. Le rayonnement Térahertz R à détecter traverse alors le substrat 5, et le rayonnement d’émission thermique TH est directement produit en direction de la caméra 11 . Une sensibilité de détection particulièrement élevée peut ainsi être obtenue. Possiblement, le substrat 5 ainsi orienté, entre le rayonnement Térahertz R à détecter et la caméra 1 1 , peut être collé sur un support additionnel 50 qui est transparent au rayonnement d’émission thermique TH. Ce support additionnel 50 est alors intermédiaire entre les portions absorbantes 3 et la caméra 1 1 . Par exemple, un tel support additionnel 50 peut être en bromure de potassium (KBr), en chlorure de sodium (NaCI), en silicone, en saphir, etc. Il peut avoir la forme d’une lame en face parallèle, ou d’une lentille qui est efficace dans un autre domaine spectral. Cette dernière possibilité peut permettre de fournir un capteur d’images bi-bande qui est efficace simultanément dans cet autre domaine spectral et dans le domaine Térahertz. Le ainsi-nommé autre domaine spectral peut être contenu dans l’une des bandes 3 pm - 5 pm ou 8 pm - 12 pm. [Fig. 6] montre une telle configuration à support additionnel 50 qui est distinct du substrat 5. Elle présente l’avantage de fournir une protection mécanique et chimique des antennes 2 et des portions absorbantes 3 contre des rayures ou des agressions chimiques, et d’éviter que le substrat 5 soit soumis à des vibrations de grande amplitude susceptibles de le dégrader. Dans [Fig. 6], la référence 13 désigne une optique de relais qui conjugue la surface S du substrat 5 avec la surface photosensible de la caméra 1 1 .

[0079] En référence à [Fig. 7], une enceinte à vide 14 a pour fonction de réduire ou supprimer une contribution de diaphonie qui pourrait résulter d’échanges thermiques conducto-convectifs à travers un gaz qui serait en contact avec le substrat 5. Pour cela, l’intérieur de l’enceinte 14 est connecté à une pompe à vide, qui est désignée symboliquement par la lettre P. L’enceinte 14 est munie d’un hublot d’entrée 14a qui est transparent au rayonnement à détecter R, et d’un hublot de sortie 14b qui est transparent au rayonnement d’émission thermique TH. La configuration en transmission qui est représentée dans [Fig. 7] peut être adoptée lorsque le substrat 5 est aussi transparent au rayonnement d’émission thermique TH. Par exemple, lorsque le rayonnement à détecter R appartient au domaine Térahertz, le hublot 14a peut être en polymère polytéréphtalate d’éthylène, désigné par l’acronyme PET, ou en polytétrafluoroéthylène, désigné par PTFE, ou en polyoléfine à base de 4-méthylpentène-1 telle que commercialisée par Mitsui Chemicals, Inc. sous l’appellation par TPX®. Le hublot 14b peut être en saphir, en silicium (Si), en fluorure de baryum (BaF2), en fluorure de calcium (CaF2), en bromure de potassium (KBr), etc. Pour une configuration en réflexion qui utilise aussi une enceinte à vide, celle-ci peut posséder un hublot unique qui est transparent aux deux rayonnements R et TH. Lorsque le rayonnement R appartient au domaine Térahertz, ce hublot unique peut être en saphir ou en silicium résistif. [0080] Pour le mode de réalisation de l’invention de [Fig. 8], les moyens de détection de réchauffement de la portion absorbante 3 sont acoustiques, au lieu d’être du type capteur de rayonnement infrarouge thermique comme précédemment. Pour ce mode de réalisation, le matériau du substrat 5 est sélectionné pour être transparent au rayonnement à détecter R en fonction du domaine Térahertz ou infrarouge de celui-ci. L’antenne peut être de l’un quelconque des modèles illustrés par [Fig. 1 a]-[Fig. 1f], La portion absorbante 3, encore située dans la zone de concentration ZC qui est associée à l’antenne, est conçue pour permettre une détection acoustique de son échauffement. Pour cela, elle est constituée d’un matériau qui est optimisé pour absorber le rayonnement à détecter R et pour se dilater sous l’effet de cette absorption. Par exemple, le matériau de la portion absorbante 3 peut être composite, tel que formé par des nanotubes de carbone dispersés dans une matrice de polydiméthylsiloxane, ou PDMS. Les nanotubes de carbone sont sélectionnés pour leur efficacité à absorber le rayonnement R en produisant de la chaleur, et la matrice de PDMS est sélectionnée pour sa valeur élevée de coefficient de dilatation thermique. Lorsque le rayonnement à détecter R est pulsé, avec une fréquence qui peut être comprise typiquement ente 1 kHz (kilohertz) et 100 kHz, et que le détecteur est dans l’air, le rayonnement R produit une succession de dilatations et de contractions de la portion absorbante 3, qui génèrent une onde acoustique AC. L’intensité de cette onde acoustique est une fonction croissante de la puissance du rayonnement R, et peut être détectée par un capteur acoustique 15. Si le rayonnement à détecter R est continu ou à variations lentes d’intensité, le détecteur de l’invention peut comprendre en outre un modulateur 16. Un tel modulateur 16, qui peut être un disque rotatif motorisé à ouvertures ou un diaphragme motorisé, est disposé sur le trajet du rayonnement R en amont du substrat 5. Il applique une modulation d’intensité au rayonnement R qui parvient à l’antenne. Le capteur acoustique 15 est alors configuré pour mesurer une intensité d’une composante acoustique qui est associée à la valeur de fréquence de la modulation produite par le modulateur 16. Un tel mode acoustique de détection d’échauffement peut avoir un temps de réponse qui est particulièrement court.

[0081] Enfin, dans des capteurs d’images qui utilisent l’invention, les antennes 2 peuvent être de plusieurs modèles différents, et être alternées sur la surface S ou S’ en fonction de ces modèles. Par exemple, lorsque ces modèles déterminent des sensibilités spectrales qui sont différentes, un capteur d’images multispectral est obtenu. Par exemple, deux, trois ou quatre modèles d’antennes 2 peuvent être utilisés, qui sont différenciés par le dimensionnement d’antenne afin de fournir des bandes spectrales de résonance qui sont différentes. Alternativement, des modèles d’antennes 2 peuvent être utilisés, qui présentent des sélectivités différentes en fonction de l’état de polarisation du rayonnement à détecter R. Par exemple, deux modèles d’antennes 2 peuvent être alternés sur la surface S, qui sont chacun conformes à [Fig. 1 a] et [Fig. 1 b] mais différenciés par l’orientation de l’axe A-A : cet axe A-A peut être orienté pour l’un des deux modèles d’antennes perpendiculairement à l’autre modèle. Le capteur d’images est alors sensible séparément à l’une et l’autre de deux polarisations linéaires et orthogonales du rayonnement R.

[0082] Il est entendu que l’invention peut être reproduite en modifiant des aspects secondaires des modes de réalisation qui ont été décrits en détail ci-dessus, tout en conservant certains au moins des avantages cités. Notamment, des composants de détecteur qui sont différents de ceux décrits peuvent être utilisés, lorsqu’ils produisent des fonctions équivalentes ou sensiblement équivalentes. En outre, toutes les valeurs numériques qui ont été citées ne l’ont été qu’à titre d’illustration, et peuvent être changées en fonction de l’application considérée.