Brevet FR2199212A1 — publié le 19740405

La présente invention concerne les dispositifs pour émettre des rayons infrarouges dans l'infrarouge lointain et, plus parti culièrement, un dispositif d'émission d'infrarouge lointain dans lequel des moyens sont utilisés pour faire varier sur une large plage la longueur d'onde de l'émission dans la région de l'infrarouge lointain. La présente invention a trait, en outre, à un dispositif spectroscopique dans lequel on utilise un dispositif d'émission d'inflorouge lointain du type mentionné ci-dessus pour des mesures spectroscopiques dans la région de l'infrarouge lointain. On utilisait, dans le passé, les radiations émises par une lampe à mercure sous haute pression ou par un corps noir comme source d'infrarouge lointain. Toutefois, une telle source d'infrarouge lointain n'était pas satisfaisante par le fait que l'intensité des radiations était très faible et que, par conséquent, il n'était pas possible d'obtenir avec de telles radiations un degré de rEsolu- tion élevé nécessaire pour les mesures spectroscopiques et analogues. Dans un effort pour remédier à ce défaut, on a réalisé des lasers moléculaires, tels que des lasers à H2O et B HCN, émettant une lumière ayant une "intensité" de l'ordre de 1 mW à 1W. Toutefois, en raison du fait que la longueur d'onde de leur émission est fixe, l'utilisation de ces lasers en tant que sources lumineuses pour des mesures spectroscopiques se trouve limitée et ces lasers ne sont actuellement utilisés que dans lé domaine de la spectroscopie magnétooptique, la spectroscopie Stark et analogue. On a vivement cherché à réaliser une source de lumière monochromatique capable d'émettre dans l'infrarouge lointain dont la longueur d'onde varie sur une large gamme car une telle source lumineuse peut simplifier considérablement la structure des dispositifs spectroscopiques. Dans une tentative pour obtenir une source lumineuse du type mentionné ci-dessus, Wolff a proposé en 1964 un laser cyclotron mettant en oeuvre le pompage optique au moyen d'un semi-conducteur (voir P.B. Wolff, Physics, Vol.l, No. 3, pages 17-157, 1964g Brevet U.S. No. 3365977 publié en 1966). Selon le procédé proposé par Wolff, des porteurs non BQui- librés sont produits dans une masse semi-conductrice au moyen d'une lumière intrinsèque et on utilise une très forte interaction entre les électrons et les phonons optiques longitudinaux (phonons LO) pour réaliser une inversion de population dans la bande de conduction en présence d'un champ magnétique Toutefois, en raison du fait que le coefficient d'absorption pour la lumière intrinsèque est très large, la masse totale du semi-conducteur ne peut pas être excitée suffisamment. Pour cette raison, le laser de ce type n'a pas pu, jusqu"à présent, 8tre utilisé dans la pratique. Patel et al et Mooradian et al ont réalisé des sources lumineuses puissantes à longueur d'onde variable en utilisant l'effet Ramman induit de dispersion de lumière résultant du processus de basculement de spin des électrons émis k partir d'une masse de InSb de type n placée dans un champ magnétique puissant (C.K.N. Patel et al, Physical Reviens Letters, Vol. 24 Na. 9, pages 451-455; A. Mooradian Âpplied Physics Letters, Vol. 17, No. 11, pages 481-483). En outre, Calva et al ont proposé un laser dont la longueur d'onde varie grâce k l'utilisation d'un semi-conducteur à chalcogdnure-plomb-étain (s.R. Calawa et aI, Physical Revint Letters, Vol. 23, No. 1, pages 7-10). Les trois sortes de sources lumineuses de longueur d'onde variable mentionnées ci-dessus sont utilisées dans le domaine de la spectroscopie k résolution extrtmement élevée. Toutefois, la longueur d'onde de la lumière émise par ces sources de lumière est plus courte que 30ou p et aucune source lumineuse de longueur d'onde variable capable d'émettre une lumière ayant des longueurs d'onde plus grandes que celles mentionnées ci-dessus n'a été réalisée jusqu'à présent. En outre, la gamme de longueur d'onde variable est relativement étroite.Par exemple, une gamme de longueur d'onde variable comprise entre 11,7Su et 13,0Mu est indiquée dans le compte-rendu de Patel et al. Selon les compte-rendus de Mooradian et al, la gamme de longueur d'onde variable est comprise entre 5,2 et 6,0u et la valeur théorique maximale est alors de 37vu dans l'exposé de Calaira et al. De ce fait, la gamme de longueur d'onde variable de ces sources lumineuses est également étroite dans le dernier cas. On voit, d'après la description ci-dessus, que l'on ne peut pas faire varier la longueur d'onde dans la région de l'infrarouge lointain sur une large gamme dans aucun des dispositifs classiques d'émission de rayons infrarouges lointains. On a utilisé communément un spectromètre à grille comme dispositif spectroscopique pour des mesures spectroscopiques dans la région de l'infrarouge lointain et on a proposé un spectromètre à transformation de Fourier pour des applications spéciales. Toutefois, ces spectromètres se sont révélés défectueux en ce sens qu'une période prolongée de temps est nécessaire pour obtenir une résolution satisfaisante et que les dispositifs ont des dimensions extremement grandes. En outre, on a aussi proposé l'utilisation de lasers moléculaires à infrarouge tels que les lasers à H20 et HCN dans les mesures spectroscopiques. Toutefois, en raison du fait que la longueur d'onde d'émission de ces lasers est fixe, comme mentionné précédemment, on ne peut les utiliser que dans des applications spéciales telles que la spectroscopie magnéto-optique et la spectroscopie Stars ainsi luron l'a indiqué précédemment. La présente invention a pour objet un dispositif puissant d'émission d'infrarouge lointain. La présente invention a aussi pour objet un dispositif d'émission d'infrarouge lointain très utile du point de vue industriel et à longueur d'onde variable, dans lequel on peut faire varier la longueur d'onde de la lumière émise sur une large gamme dans la région de l'infrarouge lointain. La présente invention a encore pour objet un dispositif de spectroscopie dans l'infrarouge lointain, commode et très utile du point de vue industriel et de construction simple, ce dispositif comprenant, en combinaison, une source lumineuse rotative dont on peut faire varier la longueur d'onde de la lumière émise sur une large plage dans la région de l'infrarouge lointain et un détecteur dont la réponse spectrale peut varier continuellement en accord avec la longueur d'onde de l'émission de l'émetteur. En résultat à une série d'essais effectués par la demanderesse sur une période de temps prolongée, cette dernière a constaté que l'on peut obtenir des radiations intenses dans l'infrarouge lointain quand un champ magnétique suffisamment puissant pour quantifier l'énergie des électrons ou des trous est appliqué à une masse semi-conductrice, contenant des impuretés, tandis qu'un champ électrique est appliqué à la masse semi-conductrice. Le dispositif d'émission d'infrarouge lointain de la présente invention est basé sur la découverte décrite ci-dessus. En outre, dans le dispositif d'émission d'infrarouge lointain selon la présente invention, on peut faire varier la longueur d'onde d'émission en modifiant l'intensité du champ magnétique et on peut modifier l'intensité de l'émission en faisant varier l'intensité du champ électrique. La longueur d'onde de l'émission est inversement proportionnelle à l'intensité du champ magnétique et l'intensité de l'émission augmente à mesure qutaugmente l'intensité du champ électrique. En outre, on peut obtenir un dispositif spectroscopique commode et de construction simple quand on utilise le dispositif d'émission d'infrarouge lointain décrit ci-dessus comme source lumineuse et si on a recours en tant qu'élément détecteur, à un semixconducteur du mtme type que celui utilisé comme élément d'émission.En d'autres termes la présente invention permet d'obtenir un spectromètre qui utilise le fait que lorsqu'un émetteur et un détecteur sous la forme de masses semi-conductrices du même type sont placés dans le mime champ magnétique, la longueur d'onde d'absorption du détecteur concide avec la longueur d'onde d'émission de l'émetteur et on peut faire varier le nombre d'onde de l:émission d'une façon sensiblement linéaire par rapport à l'intensité du champ magnétique tout en maintenant la relation d'accord entre l'émetteur et le détecteur. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ainsi que ceux déjà cités, apparaftront, au cours de la description détaillée faite ci-après de modes de réalisation préférés de cette dernière en référence au dessin annexé sur lequel les figures la et lb sont des vues schématiques illustrant le principe de base de la façon d'obtenir une émission d'infrarouge lointain selon la présente invention en utilisant une quantification au moyen d'un champ magnétique;; les figures 2a à 2c montrent trois agencements fondamentaux dedispositif d'émission d'infrarouge lointain selon la présente invention, la figure 2a représentant un agencement dans lequel un champ électrique et un champ magnétique sont appliqués dans des directions perpendieulaires l'une par rapport à l'autre, la figure 2b représentant un autre agencement dans lequel un champ électrique et un champ magnétique sont appliqués dans des directions parallèles l'une à l'autre et la figure 2c représentant un autre agencement dans lequel on utilise un électro-aimant Weiss; la figure 3 est une vue schématique montrant un premier mode de réalisation du dispositif d'émission dans l'infrarouge lointain de la présente invention qui utilise une masse de InSb du type n;; la figure 4 est un graphique montrant la relation entre le champ magnétique appliqué et le nombre d'onde de l'émis- sion dans le dispositif d'émission d'infrarouge lointain représenté sur la figure 3; la figure 5 est un graphique montrant des variations de l'intensité de l'émission et de la résistivité de la masse de InSb de type n par rapport au champ électrique appliqué quand le nombre d'onde de l'émission est 80 cl'dans le dispositif d'émission d'infrarouge lointain représenté sur la figure 3;; la figure 6 montre l'anisotropie de l'intensité et la polarisation de l'émission produite par le dispositif d'émission d'infrarouge lointain représenté sur la figure 3, sur cette figure D.P.C.M signifie "Direction parallèle au champ magnétique" et D.V.C.M" signifie i'Direction verticale par rapport au champ magnétique; la figure 7 est une vue schématique montrant un système servant à mesurer la réponse spectrale d'un détecteur du type photoconducteur à Ge/Sb et utilisant le dispositif d'émission d'infrarouge lointain selon la présente invention; la figure 8 montre une courbe représentant la réponse spectrale du détecteur du type photoconducteur à Ge/Sb obtenue par des mesures au moyen du système représenté sur la figure 7;; la figure 9 est une vue schématique montrant un dispositif de spectroscopie dans l'infrarouge lointain utilisant le dispositif d'émission d'infrarouge lointain selon la présente invention. On va décrire le principe de base de la présente invention en se référant aux figures la et lb. Les électrons libres placés dans un champ magnétique décrivent un mouvement circulaire périodique autour d'un axe perpendiculaire au champ magnétique avec une fréquence angulaire S c = eH/mc où e est la charge des électrons, H est l'intensité du champ magnétique, m est la masse des électrons et c est la vitesse de la lumière. Selon la mécanique quantique, ceci signifie que l'état d'énergie des électrons est quantifié à des niveaux espacés de h w c. Par suite de la quantification mentionnée ci-dessus, l'énergie des électrons de conduction dans une masse semi-conductrice placée dans le champ magnétique peut être donnée approximativement par la formule ci-dessous: n n = (n + 1/2) t 4 ' c + p2 2/ 2 n = 1, , 3, ... ... (1) c W'c ~ eH/n* e ( m* est la masse effective des électrons de vJnduntien @@ h/2 t et h est la constante de Planck. Sur les figures la et lb, #1 #1 et #2 représentent les niveaux quantifiés. Bien qutcn ait mentionne des électrons de conduction dans cette description, ceux=zi peuvent entre remplacés par des trous. Pour que le niveau d'énergie puisse titre quantifié de la manière décrite ci-dessus il faut que les électrons fassent au moins un tour complet autour de l'axe du champ. c'est-à-dire que la relation suivante doit exister c c 1 . . e . e e (2) cu C est la période de temps durant laquelle les électrons ne sont l'objet d'aucune dispersion.On sait communément que, dans un semiconducteur dopé avec des impuretés, un état lié des électrons par suite du potentiel d'impureté apparat en association avec les niveaux discrets comme décrit ci-dessus, en présence de l'application dSun champ magnétique puissant. Les niveaux représentés par #do, Cdl et td2 sur les figures la et lb représentent cet état lié. Dans une masse semiconductrice dopée avec des impuretés, de nombreux électrons (appelé ci-après système d'électrons) sont répartis de façon à se trouver à des niveaux d'énergie quantifiés déterminés par la température de réseau comme représenté par les points noirs sur la figure la. Si un champ électrique est alors appliqué à une telle masse semiconductrice, un courant est engendré par le champ électrique et l'énergie correspondant au travail effectué par le champ électrique se propage initialement dans le système d'électrons. Le système d'électrons décharge cette énergie dans le système de réseau. Toutefois, quand l'interaction entre les électrons et les phonons est faible, le système d'électrons ne peut pas décharger complètement énergie dans le système de réseau, ce qui fait que la température du système d'électrons augmente et que la répartition ou population est déplacée vers le côté d'énergie plus élevée. La façon dont a lieu le déplacement de la répartition ou population en direction du côté d'énergie plus élevée par suite de l'applica tison du champ électrique est représentée par les points noirs sur la figure lb. Une partie de l'énergie emmagasinde dans le système d'électrons est déchargée sous la forme d'une énergie rayonnante. Le processus de base de cette décharge est un processus quantique dans lequel les électrons amenés au niveau énergie élevée (1 sur la figure lb) effectuent une transition jusqu'aux niveaux d'énergie moins élevés ( #o #o et et & o sur la figure lb) tout en libérant des photons. Cette transition est représentée par les flèhes sur la figure lb. I1 existe deux sortes de transitions, comme le montre la figure lb et on peut obtenir deux sortes d'émissions A et B par suite de la transition. L'émission A est produite par la transition entre les niveaux discrets situés à l'intérieur de la bande de conduction et l'énergie des photons est donnée par # # 'c. L:émission B est produite par la transition en direction de l'état fondamental de l'impureté et l'énergie des photons est égale à la somme de # #'c # #' c EPE et de l'énergie de liaison de ltirnpureté. De ce fait, l'énergie dans ce dernier cas est donnée par # par # #'c + #. énergie cinétique moyenne du système d'électrons est appelée communément température d'électron. Cette température d'électron commence à augmenter brusquement quand l'intensité du champ électrique est telle qu'un déséquilibre se produit entre l'appprt de l'énergie dans le système d'électrons à prtxr du champ électrique et la décharge de l'énergie à partir du système d'éleo- trons.Quand l'intensité du champ électrique est plus élevée que celle mentionnée ci-dessus, la température d'électron continue b augmenter à mesure que croit l'intensité du champ électrique, ce qui intensifie le mécanisme de la perte d1énergie, ctest-b-dire la décharge de phonons optiques longitudinaux, ce qui n'a pas lieu effectivement quand la température d'électron est faible. Une telle augd'electron mentation brusque de la température d'électrons exerce une influence puissante sur le phénomène de transport et la résistivité de la masse semiconductrice diminue brusquement. Pour obtenir une émission dans l'infrarouge lointain selon la présente invention, il est par conséquent nécessaire d'appliquer à la masse semi-conductrice un champ électrique dont I'intensité dépasse une valeur de seuil prédéterminée, c'est-k-dire un champ électrique ayant une intensité plus élevée que la valeur à laquelle la réduction brusque de la résistivité a lieu. Au fur et à mesure que l'intensité du champ électrique augmente au-delk de cette valeur de seuil, l'énergie cinétique des électrons augmente et l'arrêt des électrons par les impuretés est moindre. Par consé- quent, l'émission B est faible par rapport à l'émission A quand le champ électrique est suffisamment puissant et on peut améliorer la monochromaticité de l'émission de la masse semi-conductrice. En raison du fait que w'c = eH, l'énergie des c photons libérés est fonction de l'intensité H du champ magnétique et on peut faire varier notablement de façon linéaire le nombre dlonde de l'émission sur une large plage en modiiiant l'intensité H du champ magnétique. En outre, on peut faire varier l'intensité de I'émission en faisant varier l'intensité du champ électrique n raison du fait que l'intensité d'émission est fonction de l'énergie emmagasinée dans le système d'électrons. Pour que ltémission basée sur le principe fondamental décrit ci-dessus puisse être obtenue, il faut que les conditions suivantes soient satisfaites: I) Les niveaux d'énergie peuvent être quantifiés par un champ magnétiqueS ctest audire que la relation (2) doit exister. (II) La distribution ou population du système d'électrons peut entre déplacée effectivement, c'est-à-dire que l'interaction entre tertrons et phonons doit être suffisamment faible. Pour satisfaire la condition (I) avec l'intensité d'un champ magnétique présent disponible, il faut que la masse effective * m des électrons soit faible. En outre, plus la masse effive est faible, plus la plage de variations du nombre d'onde est large. Quand une émission monochromatique est nécessaire, il est souhaitable que la masse utile soit exempte d'anisotropie et que le semi-conducteur soit du type dit à vallée unique. Pour satisfaire la condition (II) il est nécessaire (a) de reduire la température de réseau, (b) d'éviter une augmentation indésirable de la température de réseau en utilisant un champ électrique pulsant et (c) de choisir une masse semi-conductrice dans laquelle l'interaction entre les phonons et les électrons est faible. Les semi-conducteurs appropriés pour satisfaire à à la fois les conditions (I) et (II) comprennent les semi-conducteurs du type n dits direct-gap dans la technique anglo-saxonne et présentant un intervalle de bande étroit, par exemple les semi-conducteurs eonstitutés par un composé (III) - (V) tel que du InSb de type n et du InAs de type n. émission basée sur le principe fondamental décrit ci-dessus peut également être obtenue avec des semi-conduc teurs à vallées multiples et des semi-conducteurs du type p. Les figures 2a, 2b et 2c montrent trois agencements fondamentaux d'un dispositif d'émission d'infrarouge lointain basé sur le principe fondamental décrit à propos des figures la et lb. L'agencement représenté sur la figure 2a comprend un ssolénoide 21, rne masse semi-conductrice 22 émettant des rayons dans l'infrarouge lointain et une source de tension 23 destinée à appliquer un champ électrique dans une direction perpendiculaire à la direction suivant laquelle un champ magnétique est appliqué par le solénoïde 21. L'agencement représenté sur la figure 2b comprend un solénode 21, une masse semi-conductrice 22 émettant des rayons dans l'infrarouge lointain et une source de tension 23 pour appliquer un champ électrique dans une direction parallèle à la direction suivant laquelle un champ magnétique est appliqué par le solénorde 21. L'agencement représenté sur la figure 2c comprend un électro-aimant Weiss comportant des piles 24, une masse semi-conductrice 22 émettant des radia ruions dans l'infrarouge lointain et une source de tension 23 servant à appliquer un champ électrique. Dans ce dernier agencement, on peut utiliser toute configuration voulue pour le champ électrique et pour le champ magnétique. Dans n'importe lequel des trois agencements décrits cidessus on peut modifier d'une façon sensiblement linéaire le nombre d'onde de 1'émission par rapport à l'intensité du champ magnétique en faisant varier l'intensité du champ magnétique au moyen de tout procédé approprié utilisé habituellement dans la technique. En outre, on peut aussi faire varier l'intensité de l'émis- sion en faisant varier la tension de la source de tension au moyen de tout procédé approprié utilisé habituellement dans la technique. On va maintenant décrire de façon détaillée plusieurs modes de réalisation de la présente invention. Mode de réalisation 1 Sur la figure 3, on a représenté un dispositif d'émission d'infrarouge lointain qui comprend une masse semi-conductrice 31 de InSb de type n, un conducteur électrique 32 soudé k la masse semi-conductrice 31 avec de l'indium, un support 33 pour supporter la masse 31 et un masque métallique 34 recouvrant la partie de la masse 31 qui forme électrode. La concentration en porteurs de la masse 31 de InSb de type n est égale à 2 x 1O13/cm3 et la mobilité est égale à 3,5 x 10i5 cm/V. seconde. La masse 31 de InSb de type n a pour dimensions 0,5 x 0,25 x 0,1 cm. Dans ce mode de réalisation, la masse 31 de InSb de type n est immergée dans de l'hélium liquide 35 contenue dans un récipient ou vase Derar 36. Un solénoSde supraconducteur 37 applique un champ mqié- tique k la masse 31 de InSb de type n et on fait varier 11 intensité du champ magnétique au moyen du courant d'induction, comme il est connu communément dans la technique. Une source de tension 38 applique un champ électrique à la masse 31 de InSb de type n et on peut faire varier l'intensité du champ électrique au moyen de tout procédé approprié utilisé communément dans la technique. Dans ce mode de réalisation, le champ électrique et le champ magnétique sont appli ques dans des directions perpendiculaires l'une à l'autre. En outre, le champ électrique, dans ce mode de réalisa tlon est un champ électrique pulsé de 15 Hz avec une largeur d'im pulsion de 400 microsecordes et la densité de flux du champ magné fiq peut varier dans l'intervalle compris entre 3 kiloGauss et 560 kiloGauss. Ce dispositif d'émission d'infrarouge lointain a emis des radiations dont la longueur d'onde variait linéairement de 500vu k 25 selon la densité de flux du champ magnétique. La puissance d'émission était d'environ 10 W au maximum. La figure 4 montre la relation entre le nombre d'onde de l'émission et l'intensité du champ magnétique dans ce mode de réalisation. Les courbes 51 et 52 de la figure 5 représentent rsspectivement l'intensité d'émission et la résistivité de ltémet- teur 31 constitué par la masse de InSb en fonction des variations du champ électrique quand le nombre d'onde de l'démission est 80 cl 1. Comme représenté sur la figure 5, le champ électrique de seuil destiné à entrainer l'émission de la masse InSb 31 de type n, dans ce mode de réalisation, est de 1,4 V/cm quand le nombre d'onde est 80 cl 1. Mode de réalisation 2 Ce mode de réalisation concerne un dispositif d'émission d'infrarouge lointain qui utilise une masse semi-conductrice de InAs de type n et la structure du dispositif d'émission est la même que celle représentée sur la figure 3. La concentration en porteurs de l'émetteur constitué par la masse de InAs de type n est égale à 5 x 1015/ cm3 et la mobilité est de 105 cm/V seconde. La masse de InAs de type n a pour dimensions 1 x 10 x 5 mm. Dans ce mode de réalisation, on peut faire varier le nombre d'onde de l'émission irradiée par la masse de InAs de type n dans l'intervalle compris entre 47 cm-1 et 113 cml en faisant varier l'intensité du champ magnétique dans la plage de 10 kOe à 30 kOe.La valeur de seuil du champ électrique entratnant émission était de 1 V/cm quand l'intensité du champ magnétique était de 10 kOe et le nombre d'onde 47 cm-1 . Mode de réalisation 3 Ce mode de réalisation concerne un dispositif d'émission d'infrarouge lointain qui utilise du GaÂs de type n et dont la structure est la même- que celle représentée sur la figure 3. L'émetteur en GaAs de type n se présente sous la forme d'une pellicule épi taxi ale présentant une concentration en porteurs de " ç lG14/:m3. Dans ce mode de réalisation, on peut faire varier le n entre d'onde des radiations émises par la pellicule de GaAs de n n dans l'intervalle compris entre 17,5 cm-1 et 88 cm 1 en fai- sant v-arier l'intensité du champ magnétique dans la plage de 10 kOe à 60 kOe. La valeur de seuil du champ électrique entratnant l'émission est de 10 V/cm quand l'intensité du champ magnétique est iO kOe et le nombre d'onde 17,5cm-1. Mode de réalisation 4 Ce mode de réalisation a trait à un dispositif d'émission d'infrarouge lointain qui utilise une masse semi-conductrine de Ge de type n dopée avec de l'antimoine (Sb) et dont la structure est la mdme que celle représentée sur la figure 3. L'émetteur que constitue la masse de Ge de type n est aopé avec de l'antimoine (Sb) présentant une concentration de @@ 1014/cm3 et ses dimensions sont 1 x 10 x 5 mm. Dans ce mode de réalisation, 11 émission a lieu quand le champ magnétique est appliqué dans la direction du plan (001) du cristal de Ge. La valeur de il du champ électrique entraSnant l'émission est de 1,5 V/cm et on peut faire varier le nombre d'onde dans la plage de 6,5 cm-1 à 33 m Si on applique une analogie classique à la présente nvention, on peut considérer que l'émission est entratnée par une radiation électrique dipole par suite du courant circulaire produit par la rotation ou pivotement des électrons dans le champ magnétique. T'jutefois, en raison du fait que ce dipole se trouve dans le plan perpendiculaire au champ magnétique, il existe une anisotropie dans l'Lntensité et dans la polarisation des radiations émises. Comme un peut le voir sur la figure 6, 11 émission est la plus intense dans la direction d'application du champ magnétique (dans la direction do l'axe z) et est polarisée circulairement tandis que l'émis- ion est la plus faible dans la direction perpendiculaire au champ magnétique (dans les directions des axes x et y) et est polarisée linéairement On peut utiliser les caractéristiques mentionnées ci-dessus pour obtenir une grande diversité de dispositifs spectros rp.qles de construction simple, comme il sera décrit en détail cidrd3U8 Md de réalisation 5 La figure 7 est une vue schématique montrant un système pur mesurer la réponse spectrale d'un détecteur dtinfrarouge lointain du type photoconducteur à Ge/Sb en utilisant un dispositif d;mi.ssion similaire à celui représenté sur la figure 3. Si l'on se entre k la figure 7, on voit que la radiation émise par une masse 71 de InSb de type n est guidée par un conduit lumineux 74 en direc tLn d'un détecteur 75 immergé dans de l'hélium liquide 710 contenue dans un récipient ou vase Deirar 711.Le détecteur 75 se présente sous a forme d'une masse de Ge dopée avec Sb d'une concentration de x 1014/cm . La masse 71 de InSb de type n est amenée k émettre pérnodiquement des radiations au moyen d'impulsions de tension t fréquence: 15 Hz, largeur d'impulsion: 400 microsecondes, tension: 17 V/em) appliquées à partir d'un générateur d'impulsionz 73 (une source de tension pour émetteur 71) commandé par un générateur d'impulsions 76 et la sortie du détecteur 75 est soumise à une dé tension sensible à la phase par un détecteur 77 sensible à la phase, la période d'émission étant enregistrée sur un enregistreur 79 comme une fonction du champ magnétique.La référence 78 désigne une source de tension servant k exciter le solénoïde 72. La figure 8 montre la réponse spectrale de la masse de Ge/Sb dans le système représenté sur la figure 7. Une chambre ou cuve k échantillon peut titre disposée dans le conduit lumineux 74 et le détecteur 75 peut, dans ce sys tempe, titre remplacé par un détecteur large bande, pour que l'on obtienne un spectromètre b infrarouge lointain commode et de construction simple. On comprendra d'après la description détaillée qui précède que les rayons se situant dans l'infrarouge lointain sont émis dans le dispositif démission d1infrarouge lointain de la présente inven titn en raison du fait que les porteurs animés d'un mouvement de cyclotron dans la masse semi-conductrice placée dans le champ magnétique sont chauffés par le champ électrique et Qu'une partie du surplus d'énergie ainsi obtenue est déchargée sous la forme de ra On peut obtenir un dispositif spectroscopique commode et de construction simple quand on utilise un émetteur d'infrarouge .ntain du type décrit ci-dessus comme source lumineuse et si on utilise une masse semi-conductrice du même type que l'élément d'mission comme élément détecteur.En d'autres termes, un dispositif spectroscopique conforme à la présente invention comprend plusieurs masses semi-conductrices du mime type disposées dans le même champ magnétique en tant qu'éléments d'émission et qu'éléments de déeiiions respectivement, de telle sorte que l'on puisse faire varier le centre de la longueur d'onde d'absorption des éléments de détections en accord avec la longueur d'onde centrale de la radiation émise par ltélément d'émission en fonction de l'intensité du champ magnétique. On va maintenant décrire un mode de réalisation d'un tel dispositif spectroscopique. Mode de réalisation 6 Si l'on se réfère à la figure 9, on voit qu'un dispositif spectroscopique comprend une masse semi-conductrice émettrice 91 et une paire de masses semi-conductrices détectrices 92 et 93 qui sont toutes du même type. Ces masses semi-conductrices 91, 92 et 93 sont immergées dans de l'hélium liquide 97 contenu dans un réci pient ou vase Devar 95. Un aimant supraconducteur 96 applique un champ magnétique de la même intensité aux masses semi-conductrices 91, 92 et 93. Un générateur d'impulsions (source de tension) 98 fonctionnant en synchronisme avec un autre générateur d'impulsions 99 applique un champ électrique à la masse semi-conductrice 91, qui par conséquent, émet une radiation selon la fréquence de rEpé- tition de la sortie du générateur d'impulsions 98.Cette radiation est détectée directement par la masse semi-conductrice 92 tandis qu'elle n'est détectée par la masse semi-conductrice 93 qutaprbs avoir traversé un échantillon dans une cellule à échantillon 94. Les sorties des masses semi-conductrices 92 et 93 sont intégrées par des intégrateurs respectifs 910 et 911 en syncronisme avec le foncticnnement du générateur d'impulsions 99. Les sorties des intégrateurs 910 et 911 sont proportionnelles k Io et Io exp (-kl) respectivementp où Io est l'intensité d'émission, k est le coefficient d'absorption de l'échantillon et 1 est la longueur du trajet optique dans l'échantillon. Un amplificateur logarithmique 912 fournit une sortie représentant le coefficient d'absorption k en emparant les deux signaux d'entrée l'un avec l'autre. Quand les masses semi-conductrices 91, 92 et 93 dans le spectromètre à infrarouge lointain sont du type InSb, le spectromètre fonctionne de façon satisfaisante dans la gamme de longueurs d'onde comprise entre 50vu et 25zu et la résolution est d'environ 1 cm'l quand la longueur d'onde est d'environ 100/i. Le sepctromètre à infrarouge lointain fonctionne de façon satisfaisente dans la gamme de longueurs d'onde comprise entre 200vau et 80vu quand on utilise du InAs de type n et il fonctionne de façon satis faisante également dans la gamme de longueurs d'onde comprise entre 570vu et 1001u quand on utilise du GaAs de type n. On comprendra, d'après la description détaillée qui précède, que la présente invention est basée sur le fait que l'on peut produire une radiation intense dans l'infrarouge lointain quand on applique à une masse semi-conductrice contenant une impureté un champ magnétique suffisamment puissant pour quantifier 11 énergie des électrons ou des trous, cela à condition qu'un champ électrique soit aussi appliqué à la masse semi-conductrice, ce fait ayant été onstaté k la suite d'une série d'expériences effectuées par la demanderesse sur une longue période de temps. Selon la présente invention, on peut obtenir un dispositif d'émission d'infrarouge lointain dans lequel on peut faire varier le nombre d'onde sur une large gamme en faisant varier l'intensité du champ magnétique. En outre, l'intensité de l'émission dans la région de l'infrarouge lointain est suffisamment élevée par rapport k celle obtenue dans les sources lumineuses classiques. En outre, les caractéristiques ci-dessus peuvent être utilisées pour obtenir un dispositif speo- troscopique commode de construction simple. I1 est bien entendu que la description qui précède n'a été donnée qutà titre purement illustratif et non limitatif et que des modifications ou des variantes peuvent y être apportées sans sortir pour autant du cadre général de la présente invention tel qu'il est défini dans les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'émission d'infrarouge lointain caractérisé par le fait qu'il comprend une masse semi-conductrice dopée avec des impuretés, des moyens pour appliquer à ladite masse semi-conductrice un champ magnétique suffisamment puissant pour quantifier l'état d'énergie des électrons ou des trous dans ladite masse semi-conductrice et des moyens pour appliquer un champ électrique à ladite masse semi-conductrice. 2. Dispositif d'émission d'9nir rouge lointain suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que ledit champ leetri- que appliqué à la masse semi-conductrice a une valeur qui est supérieure à celle exigée pour provoquer une réduction brusque de la résistivité de ladite masse semi-conduetriée. 3. Dispositif d'émisiia d'i;fr=ue lointain suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit champ éleetri- que appliqué à ladite masse semi-conductrice est un champ électrique pulsé. 4. Dispositif d'émission d'infrarouge lointain suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que ladite masse selon conductrice est un semi-conducteur de type n dit "direct gap" dans la technique anglo-saxonne. 5. Dispositif d'émission d'infrarouge lointain suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que les moyens appliquant ledit champ électrique comprennent des moyens pour faire varier l'intensité du champ électrique ce qui fait varier l'intensité d'émission et par le fait que les moyens appliquant ledit champ magnétique comprennent des moyens pour faire varier l'intensité du champ magnétique ce qui fait varier la longueur d'onde de ltés ion. 6. Dispositif spectroscopique caractérisé par le fait qu'il comprend: un émetteur d'inirarouge lointain comprenant une masse semi-conductrice dopée avec des impuretés, des moyens pour appliquer à ladite masse semi-conductrice un champ magnétique suffisamment puissant pour quantifier l'état d'énergie des électrons ou des trous dans ladite sasse semi-conductrice et des moyens pour appliquer un champ électrique à ladite masse semi-conductrice; un détecteur dtinfrarouge lointain comprenant une masse semi-conductrice détectrice du même type que ladite masse semi-conductrice émettrice dudit émetteur et disposée dans le mOme champ magnétique que celui appliqué à ladite masse semi-conductrice émettrice et des moyens pour détecter la sortie de ladite masse semi-conductrice eetetrieei un échantillon disposé de façon à être irradié par 'a radiation émise par ledit émetteur; des moyens pour diriger -'.d radiation en provenance dudit émetteur en direction dudit échan liron; et des moyens pour guider en direction du détecteur la radiation dirigée vers ledit échantillon et transmise à travers ce dernier ou la radiation dirigée vers ledit échantillon et réfléchie par e dernier. 7. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 6 caractérisé par le fait que les moyens précités pour appliquer dudit champ magnétique comprennent des moyens pour faire varier l9intensité du champ magnétique. 8. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que la radiation émise par ledit émetteur est une lumière monochromatique dont la longueur d'onde centrale peut ravier en fonction de l'intensité dudit champ magnétique. 9. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que le détecteur précité est un détecteur à bande étroite qui est tel que la longueur d'onde centrale de la gamme susceptible d'être détectée peut varier en accord avec la longueur d'onde centrale de la radiation en provenance dudit émet tels, cela en fonction de l'intensité dudit champ magnétique. 10. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 6 caractérisé par le fait que les moyens précités servant à appli- quer ledit champ électrique comprennent des moyens pour faire varier tîntensité du champ électrique. 11. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qutun champ électrique pulsé de façon répétée est appliqué à ladite masse semi-conductrice émettrice et que la sortie de ladite masse semi-conductrice détectrice est détectée par un détecteur sensible à la phase et qui fonctionne en synchronisme vev ledit champ électrique pulsé de façon répétée. 12. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 6 caractérisé par le fait qutil comprend, en outre, un second détecteur pour détecter directement la radiation émise par ledit émetteurs ledit second détecteur comprenant une masse semi-conductrice détectrice du même type que ladite masse semi-conductrice émettrice dudit émetteur et disposée dans le même champ magnétique gue glui appliqué k ladite masse semi-conductrice émettrice, des moyens pour détecter la sortie de ladite masse semi-conductrice détectrice et des moyens pour guider directement la radiation émise par ledit émetteur vers ladite masse semi-conductrice detectrice. 13. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 12 caractérisé par le fait que les moyens précités servant à appliquer ledit champ magnétique comprennent des moyens pour faire parier l'intensité du champ magnétique. 14. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 13 r caractérisé par le fait que la radiation émise par ledit émetteur est une lumière monochromatique dont la longueur d'onde ventrale peut varier en fonction de l'intensité dudit champ magnétique. 15. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 13 caractérisé par le fait que lesdits premier et second détecteurs sont des détecteurs à bande étroite qui sont tels que la longueur d'onde centrale de la gamme susceptible d'entre détectée peut varier en accord avec la longueur d'onde centrale de la radiation en provenance dudit émetteur en fonction de l'intensité dudit champ magnétique. 16. Dispositif spectroscopique suivant la revendication 12, caractérisé par le fait qu'un champ électrique pulsé de façon répétée est appliqué à ladite masse semi-conductrice émettrice et que deux détecteurs sensibles à la phase ét fonctionnant en synchronisme avec ledit champ électrique pulsé de façon répétée sont associés auxdits premier et second détecteurs pour détecter respectivement les sorties desdites masses semi-conductrices déte=trices, les sorties de ces masses semi-conductrices détectrices étant alors appliquées à un dispositif de comparaison pour etre comparées l'une à l'autre.