Brevet FR2033192A1 — publié le 19701204

La présente invention se rapporte aux systèmes d'exploration à l'état solide qui utilisent des dispositifs semiconducteurs comportant un matériau semiconducteur engendrant des effets d'instabilité à champ élevé mobile. Si un cristal de certains matériaux semiconducteurs est soumis à un champ électrique permanent, supérieur à unU valeur critique, le courant résultant traversant le cristal contient une composante oscillatoire de fréquence déterminée par le transit d'une répartition de charge d'espace entre les zones de contact du cristal. I1 y a plusieurs exemples de ce phènomène, trois de ceux-ci sont donnés c: dessous: (a) I1 a tout d'abord été rapporté par J.B.GULNN pour des semiconducteurs du yp III à V, dans la revue "Communications à l'état solide", volume 1, page 88, 1963, et pour ces matériaux, le phénomène est dû à un transfert d'électrons entre un état à haute mobilité et un état à faible mobilité; (b) Dans les matériaux semiconducteurs piézoélectriques, par exemple du sulfure de cadmium,le phénomène de domaine à champ électrique élevé a été rapporté par W.H.HAYDL et C.F.QUATE, dans la revue "Stanford University Microwave Laboratory Report - M.L. 1403", janvier 1966.Ces domaines à champ électrique élevé, sond formés par des procédés d'amplification acoustique dans un matériau semiconducteur qui engendre des effets de saturation de courant en forme de pointe et le piègeage des électrons dans un domaine en rzouvement d'amplitude acoustique élevée; (c) Dans des matériaux semiconducteurs à résistivité élevée (habituellement c 106 à 108 ohms/cm), les domaines à champ électrique élevé contiennent des centres de piègeage dont la section transversale de piègeage est fonction du champ électrique. Ce phènomène a été rapporté pour l'arséniure de gallium par D.C,NORTHROP, P,R.THORNTON et K.E.TREZIRE dans "Solid State Electronics", volume 7, page 17, 1964, et par M.André BARRAUD dans "Comptes-rendus", volume 256, page 3632, 1963, et pour du germanium dopé à ltor par B.K.RlDLEY et PRATT dans "Physics Letters", volume 4, page 300, 1963 et dans "Journal of Physical Chemistry of Solids", volume 26, page 21, 1965. Les domaines à champ électrique élevé se propagent par un procédé selon lequel les électrons sont enlevés des pièges, portés à courte distan- ce dans le champ électrique et piégés de nouveau. La fréquence d'oscillation est déterminée cssentiellement par la longeur du trajet de courant à travers le cristal.Le phénomène a été détecté comme indiqué précédemment, dans des semiconducteur du type III à V, tels que de l'arséniure de gallium et du phosphure d'indium, présentant une conductivité du type N et également dans des semiconducteurs piezo- éléctriques. L'expression "Matériaux semiconducteurs engendrant des effets d'instabilité à champ élevé", est utilisée ici, pour désigner tout matériau engendrant l'effet qui est défini dans les paragraphes précédents ou engendrant un phénomène de transi de domaine similaire qui peut être basé sur des mécanismes internes quelques pou différents. La valeur du champ appliqué au-dessous de laquelle une auto-oscillation spontanée ne se produit pas, est appelée "valeur de seuil". Si la valeur du champ électrique permanent en un certain point dans lecorps est amenée, par l'action d'un signal d'entrée, à être supérieure à la valeur de seuil5 pendant une durée plus courte que la durée de transit d'instabilité (déterminée par la longueur du corps et la vitesse de propagation du domaine à champ élevé), c'est-à-dire pour le domaine de l'effet GUtN, 0,8 x 107 cm/seconde, pour i domaine d'effet de piè- geage 10 à 10) cm/.ceconde et pour le domaine d'effet acoustique 2 x 105 cm/ seconde) entre les deux zones de contact entre lesquelles le champ est appliqué, le courant qui a traversé le corps par la source externe de différence de potentiel, subit une simple excursion à partir de sa valeur de courant ohmique pour délivrer une impulsion de sortie donnant un gain de puissance. UMe valeur de courant ohmique est définie par la valeur de courant d'un autre électron qui se trouve dans un état à faible champs; c'est-à-dire dans la sous-bande à mobilité élevée de masse effective (K = O). Afin d'obtenir la cas d'un fonctionnement à simple impulsion défini dans le paragraphe précédent, la valeur d'état permanent du champ appliqué qui est amené par l'action d'un signal d'entrée à Autre supérieure à la valeur de seuil pendant un temps plus court que la durée de transit d'instabilité, doit être supérieure à une valeur de seuil plus faible déterminée expérimentalement pour un matériau donné et typiquement comprise entre 50 et 75% de la valeur de seuil, Le champ d'état stationnaire peut être appliqué, de manière continue, ou peut acore pulsé pour réduire la puissance totale dissipée dans le dispositif. La présente invention propose un système d'exploration à l'état solide con portant au moins un corps de matériau semiconducteur engendrant des effets d'instabilité à champ élevé, tels que roux définis précédemment, et des moyens pour appliquer au corps, un faisceau de radiations, les radiations incidentes sur le corps étant en interaction avec un domaine à champ élevé de propagation formé dar le corps afin d'engendrer des "trames" d'exploration. Le corps de matériau semiconducteur est constitué de préférence par un semiconducteur piézoélectrique, par exemple du sulfure de cadmium (CdS) du ZnO ou dtautres composants du groupe Il à VI, ou de l'arséniure de gallium: (Gains) du type N, du phosphure d'indium, ou d'autres semiconducteurs du type III à V. D'autres cnraatéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée ci-dessous. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. La figure 1 représente schématiquement un générateur dtimpulsions dans lequel les tensions de domaine à champ élevé sont détectées dans la zone de contact d'anode. La figure 2 représente schématiquement, en perspective, ne partie d' un montage d'un système d'exploration Bétat solide, selon ,'invention, destiné à mesurer l'effet électro-optique. Les figures 3A et 3n représentent des diagrammes vectoriels K associés à la diffusion acoustique-optique. La figure 4 illustre l'effet d'une série de vecteurs K non parallèles, d'ondes sonores propagées à l'intérieur d'un cristal de largeur finie, par réflex sur les parois. La figure 5 illustre schématiquement, en plan une partie d'un montage du dispositif d'exploration à l'état solide selon l'invention, déstiné à mesurer la diffusion acoustique-optique. Les figures 6A et 6B représentent schématiquement, respectivement une vue en perspective d'une partie du système d'exploration à l'état solide selon l'invention, destinée à résoudre la lumière diffusée par la propagation d'un domaine de champ élevé, et le signal de sortie d'un détecteur de lumière qui forme une pa tie du système. La figure 7 illustre 1 'effet de décalage du bord de la bande sous la forme d'un grapiiique. La figure 8 représente deux générateurs d'impulsions illustrés sur la -figure 1 et montés en série. La figure 9 représente schématiquement en perspective un montage du système d'exploration à l'état solide, selon l'invention. La figure 10 représente schématiquement en perspective un montage d'un dispostif d'affichage qui constitue une partie du système d'exploration à l'état solide illustré sur la figure 9. En se référant à la figure 1, l'élément semiconducteur actif, par exemple en arséniure de gallium du type N, en germanium ou en sulfure de cadmium, est constitué par un disque 1 à faces parallèles présentant des zones 2 de contact ohmique fixéèsà ses faces planes. Une source de courant uni-directionnel (non représentée sur le dessin) est utilisée pour appliquer une différence de potentiel d'une valeur réglable entre les zones 2 de oontact, et le circuit de sortie est approprié pour extraire toute composante oscillatoire du courant s'écoulant dans le cristal. Le phénomène indiqué dans les paragraphes précédente, se manifeste de lui-meome par l'apparition dans le circuit de sortie (non représenté sur le dessin) d'une composante oscillatoire traversant le cristal 1 quand la différence de potentiel appliquée aux bornes du cristal par la source de courant uni-directionn, est supérieure à une valeur critique. Pour un cristal d'arséniure de gallium de longeur 0,1 mm, le potentiel critique nécessaire pour provoquer une oscillation, est d'environ 60 volts, ce qui correspond à un champ dans le cristal de l'ordre de 3000 volts par cm, la fréquence d'auto-oscillation étant directement en rapport avec la longeur (typiquement de 1 à 2,5 mm pour du Ga.As, de 1 mm pour du CdS) du cristal et étant de l'ordre de 109 cycles/seconde. La différence de potentiel appliquée entre les zones de contact 2 est une fraction, déterminée expérimentalement, du potentiel nécessaire pour provoquer l'auto-oscillation, et est choisie de telle sorte qu'une onde oscillatoire ou impulsion de déclenchement superposée à elle par une source externe, amène le cristal 1 dans sa condition d'auto-oscillation pendant de courts intervalles de temps, au cours de chaque cycle de la fréquence d'entrée. En d'autres termes, la valeur de pointe de la tension du signal oscillatoire est amenée à être juste suffisante pour élever le champ électrique dans le cristal au-dessus de la valeur de seuil.Dans ces conditions, on a trouvé que chaque déclenchement du cristal 1, par la pointe d'une impulsion de déclenchement 3 par exemple, engendre une impulsion de courant pointue 4, en tirant de la puissance de la source de potentiel pour apparaftre dans le circuit de sortie. Ainsi,une onde oscillatoire appliquée au dispositif, engendre un train correspondant d'impulsions de courant pointues qui apparaissent à la sortie, Le fonctionnement du dispositif est habituellement indépendant de la fréquence, pourvu que la fréquence auto-oscillatoire ne soit jamais supérieure. La sortie de puissance utilisable du dispositif est fonction de la dissipation admissible dans le cristal 1. La puissance de sortie peut atteindre plusieurs wats,mais étant donné que le rendement est relativement faible, ceci implique une dissipation relativement élevée dans le cristal.Le potentiel de commande peut castre pulsé pour réduire la dissipation permanente. Le phénomène de transit de domaine décrit dans les paragraphes précédents, est utilisé dans le système d'exploration à l'état solide selon l'invention. Le domaine mobile à champ élevé réagit avec la lumière incidente pour donner des "trames" d'exploration selon une manière qui est décrite dans les paragraphes suivants. Dans le sulfure de cadmium qui est biréfringeant, piézoélectrique, et présente une bande d'absorption dans le spectre visible, le domaine à champ élevé contient un paquet d'ondes acoustiques très intenses. Ses propriétés sont utilisées dans diverses combinaisons par le système d'exploration à l'état solide selon l'invention, pour engendrer trois méthodes pour explorer ou analyser une image projetée sur le cristal de sulfure de cadmium, en utilisant soit l'effet électro-optique par exemple les effets Pockels, soit la diffusion acoustique-optique, par exemple la diffusion de Bragg ou l'effet de décalage du bord de la bande, par exemple l'effet RSanz-Keldysh. Dans un matériau biréfringeant, tel que le sulfure de cadmium, la lumière incidente polarisée plane est diffusée en composantes parallèles et perpendiculairement à l'axe principal qui se propage à des vitesses fonction des indices de réfraction respectifs n et n du matériau. La lumière devient ainsi polarisée o o elliptiquement, le degré d'ellipticité étant fonction de la longueur du trajet à travers le matériau, par exemple un cristal de sulfure de cadmium, et des diffé rences, # n, entre les indices de réfraction ordinaire et extraordinaire (no -ne). Dans un cristal approprié, c'est-à-dire électro-optique, l'application d un champ électrique, par exemple le champ électrique à travers un domaine de champ élevé, dans la direction correcte présente l'effet de modifier chaque indice de réfraction ou les deux, en changeant ainsi le degré d'ellipticité. Si la lumière de sortie est analysée, la composante pour tout angle est changée en fonction du champ électrique. En se référant à la figure 2, une vue en perspective de cette partie du montage du dispositif d'exploration à l'état solide selon l'invention pour mesurer l'effet éleotro-optique, est illustrée schématiquement et comprend un cristal 5 de matériau semiconducteur biréfringeant, par exemple du sulfure de cadmium, un dispositif analyseur 6 pour la sortie de lumière du cristal 5, et un détecteur de lumière 7, par exemple un photomultiplicateur pour mesurer l' intensité de la sortie de lumière du dispositif analyseur 6. Comme cela est représenté sur la figure 2, la lumière polarisée linéaire 8 traverse le cristal 5 qui présente une composante de champ électrique E3 qui y est appliquée. dans la direction active par exemple le long de l'axe C du cristal 5, pour du sulfure de cadmium, et la sortie de lumière 9 polarisée elliptiquement du cristal 5 est appliquée au dispositif analyseur 6. L'équation de la différence de phase entre les raies ordinaire et extraordinaire de la lumière incidente perpendiculaire à l'aie C d'ua cristal de sulfure de cadmium, en supposant que (ne - n0) soit très inférieur à ne et que le champ électrique 23 soit appliqué le long de l'axe C qui est représenté sur la figure 2, est donnée par dans laquelle - d représente la longueur du cristal 5 de sulfure de cadmium dans la direction du faisceau de lumière, - #0 est la longuer d'onde d'espece libre de la lumière incidente 8 et r33 et r31 sont les coefficients électro-optiques linéaires du cristal. Pour trouver l'intensité de lumière détectée après l'analyseur 6, pour un cas général, on suppose que la lumière est incidente sur le cristal, perpendiculairement à l'axe C et est polarisée linéairement pour un angle 9 par rapport à l'aze C (voir figure 2). Les composantes du faisceau émergent sont don nées par Sin # cos (&alpha; + #) et Cos # cos &alpha;, dans laquelle &alpha; est égal à g T qui est gal à l'angle de rotation du faisceau de lumière dans le cristal. Si ce faisceau émergent est analysé pour un angle & par rapport à l'axe C (voir figure 2), la valeur instantanée est donnée par Cos # cos # cos &alpha; + sin # sin # cos (&alpha; + #) = N cos ( &alpha; + ss ) où: cos ss = 1/N[(cos # cos # + sin # sin # cos #)] et:N = [(cos # cos # + sin # sin # cos #) + (sin # sin sin Ensuite la puissance de sortie est donne par ou 1/2 [1 - cos # - cos # + 2 cos # cos # + 1/2 sin 2# sin 2# cos Ouand il y a trois variables indépendantes, il n'est pas possible de traoer des courbes générales, mais on peut voir à partir de l'équation (3) que, si la sortie était tracée en fonction du décalage relatif #, les courbes présenteraient la forme générale t 1/2 (A + B cos #) dans laquelle A et B sont des fonctions de # et #. Les limites de A et B sont Variable A B Limite supérieure 1,0 0,5 Limite inférieure 0,0 - 0,5 en tenant compte du fait, naturellement, que la puissance n'est pas négative. IJne considération importante réside dans le choix des conditions de fonc tionnement, c'est-à-dire la position qui donne une variation du signal de sortie maximal avec le champ électrique, ou la position pour laquelle le signal de sortie au champ nul est minimal. Dans le premier cas, la composante continue du signal de sortie est susoeptible de contenir un niveau de bruit relativement élevé, tandis que, dans le dernier cas, le signal de sortie pour un champ électrique donné est faible. Les valeurs typiques pour CdS sont s = 0.000633 mm (laser He - Ne) n = 2.471 e n0 = 2.453 -10 -1 r31 - r33 = 2.5 10 cmV Ainsi à partir de l'équation (i), on a : ou; # = [180 + 18.7.10-6 E3]d (4) dans lesquelles d est exprimé en mn et G3 en volts/o. Avec un champ de domaine typique de 25 kV/cm dans un cristal de 1 mm épaisseur , le décalage relatif de phase varie de 0.47 radians, soit de 270. Sous les conditions de variation de lumière analysée maximale, ceci correspond à une variation d'envlron 26:: do lumière, mais sous des conditions de niveau de sortie nulles, la variation correspondante de lumière analysée est seulement de 8% du du signal d'entrée. De même, à partir de l'équation (4) on voit que # varie de 2 S radians pour un déplacement de 35 microns à travers le cristal, ceci impose des tolérances d'épaisseur sévères sur le cristal. Etant donné que le couplage d'une onde de rotation du courant d'électrons dans le CdS est très supérieur au coulage d'une onde longitudinale, un domaine de champ élevé ne se forme en général pas si le courant d'électrons se déplace le long de l'axe C. Ainsi, il est nécessaire d'utiliser des ondes désaxées pour engendrer une composante du champ de domaine dans la direction de l' axe C ; en pratique, une taille de cristal à 300 de l'axe C est convenable. Ainsi, en pratique, le cristal 5 qui forme une partie du montage selon la figure 2, peut être réalisé par une taille de cristal de sulfure de cadmium à 300 de l'axe C, et poli à ltépaisseur correcte pour donner une polarisation plane à la sortie, pour un faisceau de lumière d'entrée polarisée plan, c'est- à-dire que le déphasage relatif # de champ nul est un multiple entier de 2 n. Ainsi, si la lumière d'entrée 8, provenant par exemple d'un laser De De est polarisée selon un angle Q par rapport à l'axe C du cristal 5 et si un domaine de champ élevé est ar,lené à se propager le long du cristal 5, le niveau de lumière de sortie provenant du domaine de champ élevé quand il passe devant la position du faisceau de lumière sur le cristal, sera analysé par le dispositif 6 et détecté par le détecteur de lumière 7. Le niveau de lumière de sortie provenant du domaine de champ élevé, est en pratique de l'ordre de 6 à 8% du niveau de lumièro d'entrée. La théorie de la diffusion acoustique-optique, par exemple la diffusion de Bragg est bien connue dans cette technique, comme le sont les effets additionnels de l'anisotropie. A des fins pratiques, il est nécessaire de considérer le diagramme de vecteur K associé à la diffusion aooustiquo-optique afin d'établir la position correcte du cristal par rapport au faisceau de lumière incidente, c'est-à-dire l'angle selon lequel le cristal doit être réglé par rapport au faisceau de lumière. En se référant aux 3A et 3B, des diagrammes typiques de vecteur K sort illustrés respectivement pour les systèmes is otropiques et anisotropique On doit remarquer que la lumière diffusée est supposée être polarisée à angle droit par rapport au faisceau de lumière incidente, sur la figure 3B. ien qu la lumière diffusée soit décalée en fréquence selon effet Doppler, pratique ment, on peut supposer que la seule variation du vecteur K diffusée est duo à l'anisotropie du matériau, Dans ce cas, pour un matériau isotropique, les deu vecteurs de lumière : comme cela est représenté sur la figure 3A, sont d'amplitude égale et le diagramme vectoriel est un triangle isocèle. Pour un maté les vecteurs riau anîsotropique, toutefois, les vecteurs d'entrée et/diffuses sont, comme cela est représenté sur la figure 3B, de longueur inégale, ce qui donne naissance à une fréquence minimale du signal ultrasonique nécessaire pour la diffusion. L'effet d'une série de vecteurs K non parallèles d'ondes sonores propagées le long d'un cristal de largeur finie par réflexion su les parois, est illustré dans le dessin représenté sur la figure 4, et on peut voir que étant gle selon lequel la lumière est diffusée est constant, en supposant une fréque ce sonore constante. Ltorientation du cristal par rapport au faisceau de lubie re d'entrée n'est en conséquence pas très critique. L'orientation optinale du cristal pour une diffusion acoustiquo-optique est également de l'ordre de 300 par rapport à l'axe C d'un CdS ou d'un cristal semblable, si, comme cela est représenté sur la figure 5, un cristal 10 de cet te orientation présentant des zones 10A et 103 de contact ohmique, connectées à ses faces planes, est placé dans le trajet d'un faisceau lumineux 11, provenant par exemple d'un lasor He nlTe (non représenté sur le dessin). Un domaine à champ élevé est amené à se propager le long du cristal 10 el appliquait une différence de potentiel entre les zones de contact 10A et 10B, supérieure à la valeur de seuil.L'angle selon lequel lo faisceau de lumière est diffusé quand il réagit avec le domaine de champ élevé , peut être ensuite mesuré en depla- çant un dispositif détecteur de lumière qui comprend un orifice do passage 12 et un détecteur de lumière 13 disposés latéralement par rapport au tract normal du faisceau de lumière. On a trouvé en pratique que l'angle selon lequel le faisceau de lumière était diffusé est de l'ordre de 150 et l'intensité du signal détecté est de 75 de l'intensité de la lumière incidente. On a également trouvé c pratique que l'angle du cristal par rapport au faisceau acousti que d'entrée n'influe pratiquement pas sur le niveau de sortie, bien que llan- gle total selon lequel la lumière est diffusée, reste constant. Ceci peut indic quer que le signal ultrasonique est réfléchi sur les parois du cristal et présente une laveur de bande de fréquence relativement étroite. Ainsi, avec ce montages il est possible de détecter la position du fais- ceau de lumière incidente il sur 1 longueur du cristal 10, c'est-à-dire le long du trajet de propagation du domaine à champ éleva en détectant la lumière diffusée par le domaine à champ élevé quand il réait avec le faisceau de lumière 11. La rotation de polarisation de la lumière diffusée peut être utilisée pour déterminer la lumière difusée par le domaine à champ élevé au lieu d'utiliser la variation do la direction de la lumière, comme oela est le cas dans la technique de diffusion acoustiquo-optique décrite précédemment. Le paquet des ondes acoustiques très intenses qui sont contenues à l'in- térieur d'un domaine de champ élevé formé dans un cristal de matériau semicon- ducteur, tel que le surliure de cadmium, sonU orientées de manière aléatoire les unes par rapport aux autros.Quand la lumière de diverses longueurs d'ondes, c'est-à-dire la liimièro blanche, est incidente selon un certain angle sur le cristal, elle réagit avec le domaine de propagation à champ élevé d'une maniè- re telle que chacune des diverses longeurs d'ondes de la lumière s'associe avec l'une des ondes acoustiques qui présente l'orientation et la fréquence correctes, oe qui provoque en conséquence la rotation selon un angle de 900 de la lumière à cette longueur d'onde et la diffusion pour l'angle de Braug, c' est-à-dire l'angle de Bragg par rapport à l'orientation de l'onde acoustique associée.Un dispositif analyseur pour la sortie de lumière provenant du cris tal, détecte les sorties de lumière diffusée correspondant à chacune des diverses longueurs d'ondes de la lumière et les concentre à la sortie du dispositif analyseur en un point directement opposé à la position du domaine de champ élevé quand il donne naissance aux sorties de lumière. Une vue en perspective d'une partie d'un système d'exploration à l'état solide qui utilise la rotation de polarisation de la lumière diffusée dans le domaine pour déterinor cette lumière diffusée, est illustrée sur la figure 6A du dessin. cette partie du système comprend un cristal 31 en matériau semicon- ducteur, par exemple en sulfure de cadmium, présentant des zones de contact ohmiques 32 et 33 connectées à ses faces planes, des conducteurs de contact 34 et 35 connectés respectivement au zones da contact 32 et 33, un dispositif polariseur 36, un dispositif analyseur 37 pour la sortie de lumière provenant du cristal 31 et un détecteur de lumière 3U, par exemple un photomultiplicateur, pour mesurer l'intensit de la sortie de lumière provenant du dispositif analiseur 37. Le cristal 31 et le dispositif analyseur 37 fonctionnent d'une manière qui a éta décrite dans les paragraphes précédents, quand la lumière est incidente sur le cristal. Si une bande étroite de lumière 3S est projetée à partir d'une source de lumière (non représentée sur le deszin) par l'intermédiaire d'un milieu (non représenté sur le dessin) qui permet seulement à une section 40 de la bande de lumière d'être incidente sur le dispositif polariseur 36, cette lumière est po polarisée pleiner,lont et est appliquée au cristal 31. Ainsi, quand un domaine à champ élevé est amene à se propager à l'inté- rieur du cristal 31, entre les zones de contact 32 et 33, seulement la section 40 de la bande de lumière 39 réagit, d'une manière qui a été décrite précédemment, avec le domaine quand il passe devait la position de la bande de lumière et engendre une sortie de lumière provenant du dispositif analyseur 37 qui est détectée par le détecteur de lumière 38. Le signal de sortie du détecteur 38 est représenté sur la figure 63 dans laquelle l'intensité de la sortie de lumière due à la section 40 de la bande de lumière est représentée par l'impulsion 42, tandis que les sections 41 de la bande de lumière 39 qui ne donnent pas naissance à une sortie de lumière, sont représentées par les sections 43 du signal de sortie. Le signal de sortie représente en couséquence l'intensité de la lumière quand elle varie à travers la largeur de la bande de lumière 39. On peut en conséquence voir, à partir de oe qui précède, que la modulation de l'intensité de l'entrée de lumière au dispositif polariseur 36 provoque une modulation correspondante à la sortie du détecteur de lumière 38. La théorie de 11 effet de décalage du bord de la bande est également bien connue dans ce domaine, et l'effet implique le décalage du bord d'absorption dans un matériau semiconducteur sous l'influence d'un champ électrique. En se référant à la figure 7, le bord d'absorption du matériau semiconduc- teur, par exemple de l'arséniure de gallium, du sulfure de oadmium ou du germa nium, est représenté sous la forme dlun graphique, et on peut voir sur le dessin que le pourcentage du faisceau de lumière incidente qui traverse le matériau semiconducteur est fonction de la longueur d'ondes ( X ) du faisceau de lumière incidente. Le pourcentage du faisceau de lumière incidente qui est passé, croît très rapidement quand la longeur d'onde de la lumière incidente est # 1. Pour du sulfure de cadmium, # 1 est de l'ordre de 5200 . L'application d'un champ électrique sur le matériau semiconducteur amine le bord d'absorption à se décaler, c'est-à-dire, comme cela est représenté par la ligne en traits mixtes de la figure 7 > que la valeur du décalage est fonction de l'intensité du champ électrique appliqué. Ainsi, un faisceau de lumière incidente de longueur d'onde # 2 appliqué au matériau semiconducteur traverse seulement le cristal en matériau semiconducteur quand un champ électrique y est appliqué, ce qui provoque le décalage représenté sur la figure 7. Dans un montage pratique, le champ électrique peut être engendré par un domaine de propagation à champ élevé à l'intérieur du matériau semiconducteur. insi, si un faisceau de lumière est appliqué au matériau semiconducteur, il le traverse seulement et il est détecté par un détecteur de lumière, par exemple un photomultiplicateur quand il réait avec le domaine à champ élevé de propagation. liinsi, avec chacu' des montages décrits ci-dessus, il est possible d'uti- liser un domaine à champ enlevé de propagation, comme élément explorateur afin de détecter la présence de la lumière incidente en un certain point le long du trajet de propagation du domaine. L'avantage principal du domaine de champ élevé comme élément d'exploration est qutil se déplace à travers le cristal à une vitesse constante et il est relativement étroit. Toutefois, étant donné que la vitesse pour laquelle le domaine à champ élevé se propage est fonction du matériau à l'intérieur duquel il est formé, et ne peut pas facilemcnt être chan- gée, pour modifier la durée d'exploration d'une ligne il est nécessaire de modifier la longueur du trajet du domaine à champ élevé. Afin d'engendrer une durée d'exploration compatible avec l'exploration ou le balayage de ligne de la télévision standard qui est de l'ordre de 65 micro secondes, le trajet du domaine à champ élevé doit être de l'ordre de il cm pour du CdS et de 11 ordre de 512 cm pour du Ga.As. ictuellement, il n'est pas possible d'obtenir de bons monocristaux - de cette longueur d'onde, en conséquence, il est nécessaire d'utiliser une pluralité de cristaux connectés en série, par exemple comme le montre la figure 8, sur laquelle on peut voir que deux cristaux 14 et 15 sont utilisés, chacun étant de longueur L. L'anode du cristal 14 est reliée à la cathode du cristal 15, au moyen d un élément de contact 16 et les zones de contact ohmiques 17 et 18 sont prévues respectivement à la cathode du cristal 14 et à l'anode du cristal 15. fin de faire fonctionner ce montage, il est nécessaire de former un domaine à champ élevé dans l'un des cristaux quand le domaine à champ élevé dans l'autre des cristaux a disparu et ceci peut être obtenu en commandant le domaine à champ élevé soit mécaniquement, soit électriquement. la On peut penser qu'un domaine de champ élevé est concentré à la cathode d'un CdS ou d'un cristal similaire à cause du ohoc mécanique engendré de manière piézoélectrique qui est provoqué par le temps de montée du champ électrique appliqué.En conséquence, si le cristal 15 est polarisé dans une condition juste inférieure à la valeur du seuil d'instabilité pour le matériau du cristal, un domaine à champ élevé de propagation dans le cristal 14 émet, dans ces conditions, me énergie acoustique suffisante à travers l'élément de contact 16 quand il est en contact avec lui, pour déclencher le domaine suivant à champ élevé dans le cristal 15. Le courant qui a traversé les cristal, 14 et 15 par la source externe de différence de potentiel, retourne à la valeur ohmique quand le domaine à champ a disparu. Ce changement de courant peut être utilisé pour le déclenchement électrique as la formation d'un domaine à champ élevé dans l'un des cristaux (14, 15) quand le domaine à champ élevé dans l'autre cristal est éteint. En se référant à la figure 9, une vue en perspective d'un système d'exploration à l'état solide pour un film de cinéma qui utilise le procédé d'exploration par diffusion acoustiquo-optique, illustré sur la; figure 5, est représentée schématiquenent. Une bande étroite de lumière 19 qui est projetée à partir d'une source de lumière (non représentee sur le dessin) par l'intermédiaire d'une lentille 20 et d'une partie d'un film mobile 21, est focalisée sur le cristal 10 qui forme une partie du montage de la figure 5 et qui est situé dans le plan de la lamelle de lumière 19 selon un certain angle. Si cela est nécessaire, une lentille cylindrique 22 peut entre utilisée et être interposée entre.le film 21 et le cristal 10 afin d'éntendre la largeur de la bande de lumière 6 pour recouvrir la surface totale du cristal, comme cela est représenté sur la figure 9. Si un cristal 10 est utilisé et présente une longueur inférieure à la largeur du cadre 23 du film 21, il est nécessaire d'utiliser une autre lentille interposée soit entre le film 21 et le cristal 10, soit entre le film 21 et la lentille cylindrique 22, afin de réduire la longueur de la lamelle de lumière 19 à l'intérieur des limites de la longueur du cristal 10. L'illumination le long du cristal 10, représente l'information de brillance contenue dans cette partie de l'image du cadre 23 du film 21 qui est dans le trajet de la bande de lumière 19. Aiisi, en amenant le champ électrique à l'intérieur du cristal 10 à être supérieur à la valeur de seuil, soit en appliquant de manière oontinue une différence de potentiel entre les zones de contact 10A et 103 qui est supérieure à la valeur de seuil, soit en appliquant une différence de potentiel qui est une fraction du potentiel nécessaire pour provoquer une auto-oscillation, et en superposant une impulsion de déclenchement pour amener la valeur de seuil à être supérieure, un domaine à champ élevé est formé et se propage le long du cristal entre les zones de contact 10A et 101. iii cours de la propagation, le domaine à champ élevé réagit avec le faisceau de lumière incidente en faisant varier l'intensité appliquée au cristal 10 afin d'amener le faisceau de lumière à être diffusé dans un certain angle par rapport au trajet de la lumière incidente. La lumière diffusée à partir du cristal 10 dont ltintensité varie le long du cristal 10 de la mêne manière que les variations dlintensit du faisceau de lumière incidente, est collectée par une lentille 24 et appliquée à un détecteur de lumière 25, par example un photomultiplicateur. Ta sorti du letecteur de lumière 25 qui est appliquée à un dispositif enregistreur ou dlaffichage 25, représente en conséquence, Iin tensité de l'image quand elle varie à travers cette partie du film illuminé par la bande de lumière -I9. Le mode de fonctionnement du système, c'est-à-dire lorsque la différence de potentiel appliquée entre les zones de contact 10A ct 103 est appliquée ou déclenchée de manire continue, dépend des conditions de synchronisme entre la vitesse du film 21 et la durée de propagation du domaine à champ élevé. Par exemple, quand la différence de potentiel est appliquée de manière continue entre les zones de contact 10A et 10B, quand le domaine à champ élevé s'est propagé sur la longueur totale du cristal 10, un autre domaine à champ élevé est formé. Pendant ce temps, le système est tel que le film 21 est avancé d'une valeur équivalente à la largeur de la bande de lumière 19 et portion suivante du film 10 est explorée de la m8me manière. On doit remarquer que, si ur cristal étroit 10 est utilisé et est situé à proximité immédiate du film 21, le système optique n'a pas besoin d'être utilisé. On doit remarquer que le système d'exploration à l'état solide selon la figure 9, fonctionne d'une manière semblable, si le procédé de rotation de polarisation acoustiquo-optique illustré sur la figure 6 est utilisé à la place du procédé de diffusion acoustiquo-optique. jveo ce montage7 il est nécessaire de placer la lentille 24 et le détecteur de lumière 25 en ligne avec le trajet du faisceau de lumière normal, pour interposer un dispositif analyseur7 c'est- à-dire pour la sortie de lumière du cristal entre la lentille 24 et le détec- teur de lumière 25 et pour interposer un dispositif polariseur entre le film 21 et le cristal.Si une lentille cylindrique 22 est prévue, le dispositif polariseur est situé entre le film 21 et la lentille 22. Il est appréciable, naturellement, que le système d'oscillation à l'état solide selon la figure 9, fonctionne d'une manière semblable si les effets électro-optiques ou de décalage du bord de la bande) sont utilisés à la place du procédé d'exploration acoustiquo-optique. Dans les deux cas, il est nécessaire de placer la lentille 24 et le détecteur de lumière 25 en ligne avec le trajet du faisceau de lumière normal et dans le cas de l'effet électro-optique, il est également nécessaire d'interposer un dispositif analyseur entre la lentille 24 et le détecteur de lumière 25, afin de détecter le degré d'ellipticite de la lumière qui a traversé le cristal après avoir réagi avec le domaine à champ élevé. Quand ïe dispositif représenté sur la figure 1 est surchargé, la plus grande partie de la tension qui est supérieure à celle nécessaire pour établir le domaine à champ élevé, c'est-à-dire la tension qui est supérieure à la valeur de seuil pour le dispositif, apparaît aux borncs du domaine à champ éle- vé. Si, par exemples 100 volts sont nécessaires pour établir le domaine à ha élevé, à l'intérieur du dispositif, et si un niveau moyen de l'ordre de 150 volts est appliqué aux bornes du dispositif, environ tel volts apparaissent au. bornes du domaine à champ élevé. Si maintenant, une modulation de plus ou moi: 10 volts est superposée aux 150 volts, la tension du domaine à champ élevo varie de 70 volts à 90 volts, quand le domaine à champ élevé se propage le long du dispositif, et la sortie du dispositif qui est détectée aux bornes du disp sitif, est également modulée par une valeur simple ou proportionnelle.On doit r marquer que si le dispositif est, par exemple, surchargé d'une valeur de 3 ou 4 fois la valeur de seuil le domaine à champ élevé s'élève d'une certaine partie de la tension supplémentaire jusqu'à ce qu'un point soit atteint pour quel l'ionisation par impaot se produit. L'ionisation par impact limite l'éta- lement de la région de champ élevé ainsi la polarisation supplémentaire ou 1E source externe de différence de potentiel est "augumentée" par la masse de matériau semiconducteur à l'extérieur du domaine de champ élevé et conduit à la formation d'un autre domaine. Ainsi, on peut voir quíl y a une limite à llam- plitude de la tension de modulation. La possibilité de moduler la tension à travers le domaine à champ élevé peutvêtre utilisée dans le dispositif d'affichage 26 représenté sur la figure 9. Dans l'effet de décalage de bord de bande, l'effet électro-optique, la rc tation de polarisation ou la diffusion acoustiquo-optique, l'amplitude du cham électrique est fonction du niveau de lumière de sortie du cristal à cause de ces effets ; en conséquence, le dispositif d'affichage 26 peut prendre la forme représentée schématiquement sur le dessin dc la figure 10. Ce dispositif d'affichage comporte une pluralité de semiconducteurs 27 qui utilisent soit l'effet de décalage de bord de bande, soit l'effet électro-optique, soit la rotation de polarisation acoustiquo-optique, soit la dispersion acoustiquo-optique, montés de la manière représentéeS et une source de lumière 28 pour illuminer un cté du réseau dans le circuit semiconducteur 27. La sortie de lu source de lumière 23 est disposée pour accommoder l'effet particulier utilisé par les circuits 27. Dans le oas du dispositif électro-optique et de la rotation de polarisation acoustiquo-optyque, il est nécessaire d'inclure l'analyseur approprié à la sortie de lumire des circuits 27. Le nombre de circuits semiconducteurs 27 utilisés est égal à la hauteur des ca- dres 23 du film 21 (voir la figure 9), divisée par la largeur de la bande de lumière 19. Chacun des circuits semiconducteurs 27 comporte au moins un cristal a faces parallèles de matériau semiconducteur qui engendre des effets d'instabili- té à champ élevé et présente des zones de contact chimique assujetties à ses fa ces planes entre lesquelles la differénce de potentiel formant le domaine et la sortie amplifiée du détecteur de lumière 25 sont appliquées. Le nombre de cristaux utilisés pour chaque circuit est fonction de la dimension du disposi tif d'affichage et quand plus d'un cristal est utilisé, chacun des circuits fonctionne ae la manière décrite en référence avec la figure 8. En fonctionnement, les domaines de champ élevé sont formés successivemen dans chacun des circuits 27, d'une manière telle qutun domaine de champ élevé est for-,é dans chacun des circuits 27 quand le domaine de champ élevé de propagation associé aa circuit 27 précédent a disparu sur la zone de contact dl anode et en synchronisme avec l'exploration d'une bande associée dSun cadre dfilm 21. La sortie amplifiée du détecteur de lumière 25 est appliquée à chacu: des circuits 27 en synchronisme avec la formation du domaine : champ élevé à l'intérieur du circuit et l'exploration de la bande associée d'un cadre du film 21. La tension à travers chacun des domaines de propagation à champ élevé est en conséquence, modulée par le signal do sortie du détecteur de lumière 25 Ainsi, le niveau de lumière de sortie de chacun des circuits' varie de manière à représenter les variations de l'intensité de l'image sur la bande associée du film 21. Il est, en conséquence, possible, avec ce montage, d'avoir une représentation de l'image explorée. En variante, le dispositif d'affichage 26 peut être pourvu du dispositif d'exploration à l'état solide décrit dans le brevet français N 149 @772 dépo- sé le 27 octobre 1966 par la demanderesse, auquel cas, le signal sortie du dètecteur de lumière est amplifié de manière appropriée et appliqué simultanément aux deus circuits semiconducteurs. Bien que les principes de la présente invention aient été decrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de realisation, on comprendre clei rement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1 ) Système d'exploration à l'état solide caractérisé en ce qu'il comporte au moins un corps de matériau semiconducteur engendrant des effets d'insta- bilité à champ élevé, et des moyens pour appliquer au corps, un faisceau de radiations, l'incidence des radiations sur le corps réagissant avec un domain de propagation à champ élevé formé dans le corps afin d' engendrer des "trames' d' exploration. 20) Système d exploration selon la revendication 10), caractérisé en oe que le faisceau de radiations est un faisceau de lumière et en ce que les "trames" d' d'exploration sont engendrées par un effet électro-optique. 30) Système d'exploration selon la revendication 20), caractérisé en ce qu t il comporte des moyens pour polariser pleinement le faisceau de lumière, er ce que le matériau semiconducteur est biréfringeant, en ce que le faisceau de lumière complet polarisé qui a traversé le corps, est polarisé elliptiquement l'interaction entre le faisceau de lumière et le domaine de propagation à cham élevé modifiant le degré d'ellipticité de la lumière qui a traversé le corps, et en ce qu'il comporte des moyens analyseurs~ pour. la sortie de lumière du corps l'intensité de la sortie de lumière des moyens analyseurs variant en fonction des variations du degré d'ellipticité de la lumière qui a traversé l corps. 4 ) Système d'exploration selon la revendication 10) > caractérisé en ce que les trames d'exploration sont engendrées par dispersion acoustiquo-optique 5 ) Système d'exploration selon la revendication 40), caractérisé en ce que le faisceau de lumière incidente sur le corps présente un certain angle par rapport au trajet de propagation du domaine à champ élevé, l'interaction entre le faisceau de lumière et le domaine de propagation à champ élevé amenant la lumière à être dispersée selon un certain angle par rapport au fais oeau de lumière, et en ce qu'il comporte des moyens de mesure de la lumière dir persée. 60) Système d'exploration selon la revendication 40), comportant des moy- ens pour polariser directement le faisceau de lumière, caractérisé en ce que s - la lumière dispersée est polarisée perpendiculairement au faisceau incident de lumière - les diverses longueurs d'ondes du faisceau de lumière réagissent avec le domaine de propagation à champ élevés chacune des longueurs d' ondes réagissant avec l'une des ondes acoustiques contenues à l'intérieur du domaine de champ élevé qui présente l'orientation et la fréquence correctes, afin d'amener la lu mière de longeur d'onde particulière à entre dispersée selon un certain angle par rapport au faisceau de lumière ; - il comporte des moyens analyseurs pour les sorties de lumière dispersée du corps, l'intensité de la sortie de lumière des moyens analyseurs représentant l'intensité totale de lumière dispersée pour diverses longueurs d'onde. 70) Système d'exploration selon la revendication 1 ). caractérisé en ce que les trames d'exploration sont délivrées par 'n effet de décalage de bord de bande le faisceau de lumière ayant une longeur d'onde qui est telle que la lumière traverse seulement le corps quand elle réagit avec le domaine champ élevé et en re qu'il comporte des moyens de m-sure de la lumière pour détecter c-t mesurer l'bitensite de la sortie de lumière du corps. 8 ) Système d 'exploration caractérisé en ce que - quand une pluralité dc corps de matériau semiconducteur sont prévus, ils sont connectés en série l'anode et la cathode des corps aajacents étant respectivement en contact ohmique, - l'intensité du faisceau de radIations varie le long du corps ou des corps de matériau semiconducteur;; - les moyens pour appliquer au corps un faisceau de lumière d'intensité variable comportent un i'aisceau de lumière qui est focalisé sur le ou les corps le faisceau de lumière étant projeté à partir d'une source de lumière par l'intermédiaire d'une lentille cylindrique et d'une partie d'un film mobile, l'intensité pour chaque position du faisceau de lumière représentant l'information de brillance contenue dans les portions correspondantes de la partie du film mobile qui se trouve dans le trajet du faisceau de lumière - une lentille cylindrique est interposée entre le film mobile et le ou les corps de matériau semiconducteur ou entre le film mobile et une seconde lentille cylindrique - il comporte des moyens pour afficher ou enreglstrcr la sortie des moyens de mesure de lumière qui peuvent comporter un photomultiplicateur 9 ) Système d'exploration selon les revendications 1 et 2 et 3 et 4 et 5 et 6 et 7 et 8, caractérisé en ce que chaque corps de matériau semiconducteur est en sulfure de cadmium ou en arséniure de gallium 100) Dispositif d'affichage, caractérisé en ce que, quand une pluralité de systèmes d'exploration à l'état solide sont prévus, ils sont montés côte à côte pour former un réseau bi-dimensionnel du ou des corps associés à chacun des systèmes les trajets de propagation des domaines à champ élevé des systè- mes d'exploration étant -emblablement parallèles en ce qu'il comporte des moyens pour former successivement un domaine a champ élevé d.n: : chacun des système d'exploration d'une manière telle qu'un domaine à champ élevé est formé dans l'un des systèmes d'exploration en synchronisme avec l'extinction d'un domaine de propagation à champ élevé d'un système précédent et avec l'application à l'un des systèmes d'exploration d'une sortie des moyenes de modulation.