Térahertz CDS

Figure 2 : Système THZ, Picometrix T-Ray 4000, ordinateur pour piloter le système (jaune), Laser femtoseconde (rouge), antennes (bleu), platine motorisée XY pour la cartographie point par point (blanc).


Matériel utilisé

Le prototype a été réalisé à partir de la source THz commercialisée par la société Picometrix (modèle T-Ray 4000), à laquelle sont adjointes deux platines motorisées permettant une cartographie point par point en X et Y, pour un pas minimal de déplacement de 500 μm. Le système au complet pèse 60 kg et est transportable dans deux valises sur roulettes (60 × 50 × 30 cm chacune).

L’onde émise par le système est une impulsion THz, dont la largeur de bande est d’environ deux THz. Les fréquences sont situées entre 20 GHz et 2,25 THz, avec un maximum d’émission vers 150 GHz. Dans la configuration utilisée sur le terrain, le point de mesure se présente sous la forme d’une ellipse de 1,7 × 1,9 mm.

Principe de fonctionnement

Le principe de fonctionnement du système est présenté figure 1. L’existence d’une interface ou discontinuité au sein d’un échantillon sollicité par une onde THz conduit à une onde réfléchie et une onde transmise. Une part de l’énergie de l’onde incidente est absorbée. Après un retard dépendant de la nature et de l’épaisseur de l’échantillon, l’onde réfléchie est recueillie par l’antenne « réceptrice ». La propagation de l’onde transmise peut être à nouveau décomposée selon le même schéma en fonction des discontinuités successives de l’échantillon. Le système permet donc de visualiser les différentes strates (notamment les sous-couches) grâce à la réflexion différenciée en temps de l’onde THz émise, pour une résolution en profondeur de l’ordre de grandeur de la longueur d’onde utilisée, soit 100 μm.