Brevet FR3042272A1 — publié le 20170414

BOLOMÈTRE À FORTE SENSIBILITÉ SPECTRALE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE L'invention concerne un détecteur bolométrique, c'est-à-dire un détecteur qui convertit en chaleur l'énergie d'un rayonnement électromagnétique incident, de sorte qu'une intensité de ce rayonnement correspond à une variation de température. Les détecteurs bolométriques sont adaptés notamment à détecter des rayonnements électromagnétiques situés dans l'infrarouge, en particulier à des longueurs d'onde comprises entre 0,7 um et 3 mm. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE On connaît dans l'art antérieur des bolomètres tels que décrits à la figure 1A de la demande de brevet FR-2977937, comprenant une membrane formant un bloc absorbeurthermistor, suspendue au-dessus d'un réflecteur, à une distance X0/4 de celui-ci, où )to est la longueur d'onde centrale d'une bande spectrale de détection. La membrane comprend un élément absorbeur tel qu'une fine couche de métal, qui absorbe un rayonnement électromagnétique incident et dont la température augmente en réaction à cette absorption, et un élément thermométrique dont la résistivité varie avec la température. Le réflecteur et le bloc absorbeur-thermistor forment ensemble une cavité quart- d'onde permettant une absorption élevée, typiquement 90%, sur une bande spectrale allant de 8 à 12 um ou sur une bande spectrale allant de 3 um à 5 um. Un inconvénient de ce bolomètre est qu'il n'offre pas une grande sélectivité spectrale, toutes les longueurs d'onde étant absorbées sur une largeur spectrale de plusieurs micromètres. Pour pallier à cet inconvénient, le document propose de déposer, sur la membrane formant un bloc absorbeur-thermistor, un empilement métal-isolant-métal (structure 3042272 2 MIM). Au moins une dimension latérale de l'empilement est déterminée pour générer une résonance plasmonique avec une radiation incidente de fréquence comprise dans ladite bande spectrale large. Un inconvénient de ces empilements déposés sur la membrane absorbante est 5 qu'ils augmentent la masse thermique de cette dernière, et donc la constante de temps thermique. Un objectif de la présente invention est de proposer un détecteur bolométrique présentant une grande sélectivité spectrale, et qui ne présente pas au moins l'un des inconvénients de l'art antérieur. 10 En particulier, un but de la présente invention est de proposer un détecteur bolométrique présentant une grande sélectivité spectrale, et une masse thermique équivalente à celle du bloc absorbeur-thermistor pris seul. EXPOSÉ DE L'INVENTION 15 Cet objectif est atteint avec un détecteur bolométrique à au moins un pixel, chaque pixel comprenant : une membrane d'absorption, adaptée à convertir en chaleur un rayonnement électromagnétique incident ; et un réflecteur, agencé pour réfléchir vers la membrane d'absorption une part 20 du rayonnement électromagnétique incident ayant traversé celle-ci. Selon l'invention, le détecteur bolométrique présente les caractéristiques suivantes : au moins un pixel comprend en outre une couche non métallique dite couche structurée, située entre la membrane d'absorption et le réflecteur, présentant une série 25 de sauts d'indice entre un premier indice optique et un second indice optique dans un plan parallèle à la membrane d'absorption, de façon à former un réseau résonant à une longueur d'onde dite d'intérêt ?lo ; - le pas moyen du réseau est inférieur à ladite longueur d'onde d'intérêt ; et 3042272 3 la distance optique entre la membrane d'absorption et le réflecteur est sensiblement égale à un multiple de X0/2. La couche structurée ne convertit pas en chaleur un rayonnement électromagnétique incident, car elle est non métallique. 5 Dans la couche structurée, chaque saut d'indice est constitué par une interface entre un premier matériau et un second matériau. La couche structurée forme un réseau résonnant à une longueur d'onde d'intérêt. Il s'agit en particulier d'un réseau dit sub-longueur d'onde, le pas moyen du réseau étant inférieur à ladite longueur d'onde d'intérêt. En d'autres termes, un écart moyen entre 10 deux sauts d'indice successifs du premier indice optique vers le second indice optique, est inférieur à cette longueur d'onde d'intérêt. Le réseau étant sub-longueur d'onde, il ne s'y produit pas de phénomène de diffraction. Au moins une partie du rayonnement électromagnétique incident traverse la membrane d'absorption, et atteint la couche structurée où se produit le phénomène de 15 résonance à la longueur d'onde d'intérêt. Il se forme ainsi un pic d'intensité électromagnétique étroit, centré sur la longueur d'onde d'intérêt. Ce pic d'intensité est émis en direction de la membrane d'absorption, et/ou en direction du réflecteur qui le renvoie vers la membrane d'absorption. Ce pic d'intensité est ensuite absorbé par la membrane d'absorption, qui présente 20 alors un pic étroit d'énergie d'absorbée, centré sur ladite longueur d'onde d'intérêt. Ce pic est dit étroit, car il présente une largeur à mi-hauteur inférieure à 150 nm, voire 100 nm, 50 nm, 10 nm ou même moins. A ce premier phénomène s'ajoute un second phénomène, lié à la distance optique entre la membrane d'absorption et le réflecteur. Le spectre global de la puissance 25 absorbée par la membrane d'absorption en fonction de la longueur d'onde dépend de ces deux phénomènes. Dans l'art antérieur, la distance optique entre la membrane d'absorption et le réflecteur est égale à X0/4, pour former une cavité résonante sur une large bande spectrale centrée sur la longueur d'onde X0. 3042272 4 Ici, la distance optique entre la membrane d'absorption et le réflecteur est sensiblement égale à un multiple de X0/2, où )to est la longueur d'onde d'intérêt. Ainsi, pour une large bande spectrale centrée sensiblement sur )to, un rayonnement électromagnétique incident sur le réflecteur est en opposition de phase avec un 5 rayonnement électromagnétique réfléchi par le réflecteur. Par conséquent, pour une large bande spectrale centrée sensiblement sur )to, le spectre de l'énergie absorbée par la membrane d'absorption présente un creux large bande. Le creux est dit large bande, car il présente une largeur à mi-hauteur supérieure à 500 nm, voire même 1 um ou même plus. Ce creux correspond à une absorption faible, inférieure à 20%, sur une largeur spectrale 10 supérieure à 100 nm, et même 200 nm, 300 nm ou plus. Le spectre global de la puissance absorbée par la membrane d'absorption en fonction de la longueur d'onde présente à la fois le creux large bande, et le pic étroit, tels que décrits ci-dessus. Ainsi, autour de la longueur d'onde d'intérêt, la membrane d'absorption présente 15 un pic d'absorption étroit, entouré de part et d'autre par des zones de faible absorption. Ainsi, sur la bande spectrale correspondant au creux large bande, le détecteur bolométrique selon l'invention présente une forte sensibilité spectrale. En particulier, le détecteur bolométrique selon l'invention présente, sur la bande spectrale correspondant au creux large bande, un facteur de qualité supérieur à 20. 20 Cette forte sélectivité spectrale est obtenue à l'aide d'un choix astucieux de la distance optique entre le réflecteur et la membrane d'absorption, et d'une couche structurée située entre les deux. La couche structurée n'est pas déposée sur la membrane d'absorption. Par conséquent, elle n'augmente pas la masse thermique de la membrane d'absorption. Ainsi, le détecteur bolométrique selon l'invention présente une très bonne 25 constante de temps thermique, inférieure à celles des bolomètres à structure MIM décrits en introduction. En outre, la forte sélectivité spectrale d'un pixel du détecteur bolométrique selon l'invention est obtenue sans qu'il soit nécessaire de placer un filtre spectral en amont de ce pixel. 3042272 5 La longueur d'onde d'intérêt selon l'invention est fonction des caractéristiques de la couche structurée. On peut donc réaliser un détecteur bolométrique présentant deux pixels adjacents qui ne sont pas sensibles tous deux à la même longueur d'onde d'intérêt, sans filtre spectral en amont de chaque pixel. 5 On évite ainsi qu'un rayonnement lumineux filtré par le filtre spectral d'un premier pixel soit reçu par un pixel adjacent (phénomènes dit de cross-talk). En outre, l'invention permet d'affiner encore la sélectivité spectrale de chaque pixel à l'aide de filtres placés en amont. Un rayonnement lumineux filtré par le filtre spectral d'un premier pixel, et reçu par un pixel adjacent, ne produit pas d'échauffement de la 10 membrane d'absorption dudit pixel adjacent, grâce à la sélectivité spectrale intrinsèque de chaque pixel. De préférence, une différence entre le premier indice optique et le second indice optique est supérieure à 0,5. 15 Le pas moyen du réseau peut être compris entre X0/2 et )to, où )to est la longueur d'onde d'intérêt. Le réseau résonnant est avantageusement un réseau périodique. En variante, le réseau résonnant peut être un réseau pseudo-périodique, présentant des variations de la forme du motif élémentaire telles qu'un taux de 20 recouvrement relativement à une forme moyenne des motifs élémentaires soit compris entre 90% et 99%. Le réseau résonnant peut présenter des sauts d'indice répartis selon les deux dimensions d'un plan parallèle à la membrane d'absorption. En variante, le réseau résonnant peut présenter des sauts d'indice répartis selon 25 une seule dimension d'un plan parallèle à la membrane d'absorption. Chaque saut d'indice est avantageusement constitué par une interface entre un premier matériau et un second matériau, l'un desdits matériaux étant un vide ou un gaz tel que l'air. De préférence, un écart entre la couche structurée et la membrane d'absorption est inférieur à X0/2, où )to est la longueur d'onde d'intérêt. 3042272 6 La couche structurée peut être recouverte d'une couche non métallique dite couche bas indice, espacée de la membrane d'absorption. Le détecteur bolométrique selon l'invention présente avantageusement une pluralité de pixels, et au moins deux pixels diffèrent par leur forme moyenne des motifs 5 élémentaires de sorte qu'ils sont adaptés à la détection de longueurs d'onde d'intérêt différentes. Selon un mode de réalisation avantageux, chaque pixel présente une couche bas indice, recouvrant la couche structurée associée à ce pixel et espacée de la membrane d'absorption correspondante, les couches bas indice associées chacune à un pixel 10 présentant différentes épaisseurs. Une couche intermédiaire non métallique peut s'étendre entre le réflecteur et la membrane structurée. L'invention concerne également un capteur de gaz comprenant une source infrarouge, agencée pour émettre un rayonnement électromagnétique à l'intérieur d'une 15 cavité, la cavité contenant un détecteur bolométrique selon l'invention. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description d'exemples de réalisation donnés à titre purement indicatif et nullement limitatif, en faisant 20 référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1A et 1B illustrent de façon schématique, selon deux vues en coupe, un premier mode de réalisation d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; - la figure 2 illustre des spectres d'absorption de détecteurs bolométriques du type de celui des figures 1A et 1B ; 25 - les figures 3A et 3B illustrent de façon schématique, selon deux vues en coupe, un deuxième mode de réalisation d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; - la figure 4 illustre des spectres d'absorption de détecteurs bolométriques du type de celui des figures 3A et 3B ; 3042272 7 les figures 5A à 5C illustrent différentes variantes d'une couche structurée d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; la figure 6 illustre de façon schématique un troisième mode de réalisation d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; 5 la figure 7 illustre de façon schématique un quatrième mode de réalisation d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; les figures 8A et 8B illustrent deux autres variantes d'une couche structurée d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; la figure 9 illustre de façon schématique deux pixels d'un cinquième mode de 10 réalisation d'un détecteur bolométrique selon l'invention ; et - la figure 10 illustre de façon schématique un capteur de gaz comportant un détecteur bolométrique selon l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS 15 La figure 1A illustre un premier mode de réalisation d'un détecteur bolométrique 100 selon l'invention. Pour des raisons de lisibilité des figures, on a représenté un seul pixel dudit détecteur. Chaque pixel comprend une membrane d'absorption 110 et un réflecteur 120. 20 La membrane d'absorption 110 est constituée d'un matériau adapté à convertir en chaleur l'énergie d'un rayonnement électromagnétique incident, notamment un rayonnement infrarouge, à une longueur d'onde comprise entre 0,7 um et 3 mm (de l'infrarouge proche à l'infrarouge lointain). La membrane d'absorption est notamment adaptée à convertir en chaleur des longueurs d'onde comprise entre 3 um et 12 um. La 25 membrane d'absorption, ou planche bolométrique, peut être en métal, en particulier en nitrure de titane (TiN). La membrane d'absorption 110 est en contact thermique avec un élément thermométrique, non représenté, permettant de mesurer l'échauffement de la membrane d'absorption. L'élément thermométrique est par exemple une couche d'un 3042272 8 matériau présentant une forte variation de résistivité en fonction de la température, déposée directement sur la membrane d'absorption. L'élément thermométrique est par exemple en oxyde de vanadium. Le réflecteur 120, ou miroir, est constitué d'une surface réfléchissante faisant face à 5 la membrane d'absorption. Le réflecteur 120 peut être formé par un traitement réfléchissant déposé sur un substrat 121. Le réflecteur est réfléchissant aux longueurs d'onde auxquelles la membrane d'absorption est absorbante. Il peut être constitué d'une très fine couche métallique, par exemple une couche de cuivre ou d'aluminium de 50 nm d'épaisseur. 10 Le réflecteur 120 s'étend parallèle à la membrane d'absorption 110, du côté opposé à une source émettant le rayonnement électromagnétique 200. Le réflecteur 120 et la membrane d'absorption 110 sont des éléments connus d'un détecteur bolométrique, c'est pourquoi ils ne sont pas décrits ici plus avant. Au moins un pixel du détecteur bolométrique selon l'invention, de préférence tous, 15 présente les caractéristiques supplémentaires telles que décrites dans la suite, de façon à présenter une forte sensibilité spectrale. Une couche dite structurée 130, non métallique, est intercalée entre le réflecteur 120 et la membrane d'absorption 110, à distance de chacun de ces deux éléments. La membrane d'absorption 110 est suspendue au-dessus de la couche structurée 20 130 par des moyens de support, thermiquement isolants, non représentés. En particulier, la distance d2 entre la couche structurée et la membrane d'absorption est supérieure à X0/10, où )to est la longueur d'onde centrale d'un pic d'absorption du pixel du détecteur bolométrique, dite longueur d'onde d'intérêt. On donne dans la suite plus de détails sur cette longueur d'onde. 25 La distance d2 est mesurée depuis la face supérieure de la couche structurée 130, du côté de la membrane absorbante, jusqu'à la face inférieure de la membrane absorbante 110, du côté de la couche structurée. La couche structurée 130 est isolée thermiquement de la membrane d'absorption 110, notamment par une couche d'un vide ou d'un gaz tel que l'air. 3042272 9 Sans précision sur la pression, une couche d'un gaz tel que l'air désigne une couche à la pression de l'air environnant, soit généralement 1,013 bar. Dans tout le texte, un vide désigne un volume d'un gaz tel que l'air, présentant une pression strictement inférieure à 1 bar, par exemple inférieure à 0,5 bar, inférieure à 5 50 mbar ou moins. Dans l'exemple illustré ici, cette couche d'un vide ou d'un gaz tel que l'air présente une épaisseur égale à la distance d2. La couche structurée est située en outre à distance du réflecteur. De préférence, elle est en contact physique direct avec un même matériau, du côté 10 du réflecteur et du côté de la membrane d'absorption. La couche structurée 130 est constituée ici d'un réseau en un premier matériau, présentant un indice optique n2h, les creux du réseau étant remplis par un matériau d'indice optique n2b strictement inférieur à n2h. Ici, les creux du réseau en matériau d'indice optique n2h sont remplis par un vide. En 15 variante, ils sont remplis par un gaz tel que l'air, ou par un autre matériau solide. De préférence, la hauteur des creux du réseau en matériau d'indice n2h est égale à l'épaisseur de la couche structurée 130 (dimension selon l'axe (Oz) défini plus loin). Ici, la couche structurée présente une épaisseur h2=380 nm. On peut considérer que la couche structurée 130 est constituée de deux réseaux 20 mono-matériau imbriqués d'indice n2h respectivement n2b, le matériau d'indice n2b étant un vide, ou un gaz tel que l'air ou un matériau solide. La couche structurée peut alors être considérée comme un réseau bi-matériaux. En d'autres termes, la couche structurée 130 peut être considérée comme une membrane de fort indice structurée avec un milieu de bas indice, ou comme un réseau 25 constitué d'une alternance de matériaux non métalliques avec un contraste d'indice tel que n2b 0,5, et de façon encore plus préférée n2bn2b>1. En outre, on vérifie de préférence n2b>1,5, et même n2h>3. 10 Le matériau d'indice n2b peut être du silicium amorphe ou du germanium. Le matériau d'indice optique n2b peut être un vide, un gaz tel que l'air, de la silice, du sulfure de zinc, un nitrure. La couche structurée 130 forme un réseau résonant à la longueur d'onde d'intérêt X0. 15 La couche structurée 130 est une structure résonante, qui envoie vers la membrane d'absorption 130 et/ou vers le réflecteur, un rayonnement électromagnétique présentant un pic d'intensité centré sur la longueur d'onde d'intérêt )to. Ce pic est étroit, de largeur à mi-hauteur inférieure, par exemple, à 50 nm. Ce pic d'intensité est nommé résonance à la longueur d'onde d'intérêt. 20 La résonance à la longueur d'onde d'intérêt est renvoyée vers la membrane d'absorption, directement, ou indirectement par l'intermédiaire du réflecteur 120. On peut parler de membrane concentratrice pour désigner la couche structurée 130, ou de structure de filtrage intégrée. Cette résonnance est absorbée par la membrane absorbante 110. L'absorption peut 25 mettre en oeuvre un phénomène d'évanescence. Afin que la résonance soit absorbée au mieux par la membrane absorbante 110, l'épaisseur d2 définie plus haut est de préférence inférieure à X0/2. On a alors )to/10 0,5, et de façon encore plus préférée n2h-n1>1. De 30 préférence, n1 0,5, et même n2h-n3>1. 25 De préférence, la couche bas indice est constituée du même matériau que la couche intermédiaire 740. Elle peut présenter en outre la même épaisseur que la couche intermédiaire 740. La couche bas indice 750 permet de conserver une symétrie de part et d'autre de la couche structurée (même matériau de chaque côté), lorsque la couche structurée est 3042272 18 déposée sur une couche intermédiaire en matériau solide. Une telle symétrie permet d'obtenir une absorption totale à la longueur d'onde d'intérêt. La couche bas indice 750 permet également de protéger la couche structurée 730. Elle est particulièrement adaptée lorsque la couche structurée est constituée de 5 deux réseaux mono-matériau imbriqués, chaque réseau étant constitué d'un matériau solide. Elle présente un indice optique supérieur à celui d'un vide ou de l'air, ce qui permet le cas échéant de réduire une hauteur totale du détecteur bolométrique selon l'invention pour une même distance optique Dl entre le réflecteur 720 et la membrane d'absorption 10 710. Un autre avantage de cette couche bas indice est détaillé dans la suite. Les figures 8A et 8B illustrent deux autres variantes d'une couche structurée d'un détecteur bolométrique selon l'invention. A la figure 8A, la couche structurée 830A forme un réseau résonant périodique 15 selon une unique direction. Il s'agit d'un réseau du type réseau de traits. Cette variante est adaptée lorsque le rayonnement électromagnétique à détecter est polarisé, notamment selon une polarisation rectiligne. A la figure 8B, la couche structurée 830B forme un réseau résonant pseudopériodique. 20 Un réseau pseudo-périodique est un réseau périodique, dans lequel les motifs élémentaires présentent de légères variations les uns relativement aux autres. Il s'agit de variations de la forme d'un motif élémentaire, par exemple une variation de la largeur totale d'un motif (pas du réseau), une variation d'un facteur de remplissage linéique ou volumique (par exemple variation de la largeur des plots), et/ou une variation 25 de la forme d'un plot ou d'un trou traversant d'une grille. Ces variations sont limitées. En particulier, le taux de recouvrement de chaque motif élémentaire, relativement à une forme moyenne des motifs élémentaires, est compris entre 90% et 99%, et même entre 95% et 99%. Dans l'exemple illustré en figure 8B, des plots sont répartis sensiblement selon un 30 maillage carré, l'espacement entre deux plots selon l'axe (Oy) variant légèrement d'un 3042272 19 plot à l'autre. Le pas de réseau selon (Oy) présente des variations comprises entre 1% et 10%, relativement à un pas de réseau moyen selon (Oy). Pour des raisons de lisibilité de la figure, les décalages sont exagérés sur la figure 8B. A la figure 8B, la couche structurée forme un réseau pseudo-périodique selon deux 5 dimensions. En variante, la couche structurée peut former un réseau pseudo-périodique selon une seule dimension (du type réseau de traits avec légères variations d'un trait à l'autre). Dans un réseau pseudo-périodique, le pic d'absorption est fonction des paramètres moyens du motif élémentaire, par exemple le pas de réseau moyen, le facteur de 10 remplissage linéique ou volumique moyen, une forme moyenne des plots, etc. Ce pic d'absorption est également fonction de l'écart-type sur ces paramètres moyens, d'un motif élémentaire à l'autre. Plus cet écart-type est élevé, plus le pic d'absorption présente une grande largeur spectrale. Par exemple, on peut fixer la longueur d'onde d'intérêt à l'aide du pas de réseau 15 moyen, et la largeur spectrale du pic d'absorption à l'aide de l'écart-type sur le pas de réseau, d'un motif élémentaire à l'autre. Ainsi, la couche structurée selon l'invention peut former un réseau périodique ou pseudo-périodique selon deux dimensions (présentant une périodicité d'ordre deux), ou un réseau périodique ou pseudo-péridioque selon une dimension (présentant une 20 périodicité d'ordre un). La figure 9 illustre de façon schématique deux pixels d'un cinquième mode de réalisation d'un détecteur bolométrique 900 selon l'invention. Chaque pixel ne sera décrit que pour ses différences relativement au pixel du quatrième mode de réalisation. 25 Les références numériques de la figure 9 correspondent à celles de la figure 7, le chiffre des centaines étant remplacé par un 9. Les deux pixels représentés sont deux pixels d'un détecteur bolométrique matriciel, constitué d'une pluralité de pixels. 3042272 20 Les pixels partagent un même substrat 921, un même réflecteur 920, et une même couche intermédiaire 940, formés chacun d'un seul tenant sur toute l'étendue de la matrice de pixels. En variante, chaque pixel comprend un réflecteur distinct. 5 Chaque pixel présente sa propre membrane d'absorption 9101, respectivement 9102, et sa propre couche structurée 9301, respectivement 9302. Leurs couches structurées respectives forment chacune un réseau résonant de facteur de remplissage linéique L1/P, respectivement L2/P. Les deux pixels adjacents sont donc chacun adaptés à la détection d'une longueur 10 d'onde d'intérêt différente ?toi., respectivement X02. Chaque couche structurée 9301, respectivement 9302, est recouverte d'une couche bas indice correspondante 9501, respectivement 9502. L'épaisseur h31, respectivement h32 de chaque couche bas indice est adaptée de sorte que dans chaque pixel, la distance optique entre le réflecteur et la membrane 15 d'absorption soit sensiblement égale à un multiple de la moitié de la longueur d'onde d'intérêt. En particulier, h31 est adaptée pour que cette distance optique dans le pixel de gauche soit sensiblement égale à un multiple de X01/2, et h32 est adaptée pour que cette distance optique dans le pixel de droite soit sensiblement égale à un multiple de X02/2. 20 La couche bas indice permet donc que dans un détecteur bolométrique multi- spectral, toutes les membranes d'absorption soient situées dans un même plan, tous les réflecteurs soient situés dans un même plan, et que dans chaque pixel la distance optique entre le réflecteur et la membrane d'absorption soit ajustée à la longueur d'onde d'intérêt associée à ce pixel. 25 Ce mode de réalisation est particulièrement adapté lorsque les pixels d'un même détecteur bolométrique sont associés à des longueurs d'onde qui diffèrent de plus de 200 nm, et même plus de 300 nm. Le détecteur bolométrique selon l'invention trouve un intérêt particulier pour la détection de gaz (spectroscopie dans l'infrarouge), en permettant que chaque pixel du 30 détecteur ne soit sensible que sur une gamme spectrale caractéristique d'une espèce 3042272 21 gazeuse. On peut ainsi réaliser des capteurs de gaz présentant un excellent rapport signal sur bruit. La figure 10 illustre un capteur de gaz 1000 comprenant une cavité 1001 pourvue d'ouvertures 1002 pour laisser entrer un gaz. 5 Une source infra-rouge 1003 de type corps noir émet un rayonnement électromagnétique 200 à l'intérieur de cette cavité. La source est dite de type corps noir, car elle émet un rayonnement infra-rouge à une longueur d'onde fonction notamment de sa température. En particulier, la source émet un rayonnement large bande, sur une bande spectrale allant de 3 um à 5 um. En variante, elle émet un rayonnement sur une 10 bande spectrale allant de 8 um à 12 um. Un filtre peut être disposé en sortie de la source, pour sélectionner une bande spectrale plus étroite, par exemple de largeur spectrale 1 um. Un détecteur bolométrique 1100 selon l'invention est disposé à l'intérieur de la cavité, face à la source infra-rouge. 15 L'étendue spectrale du rayonnement large bande émis à l'intérieur de la cavité correspond à l'étendue spectrale du creux d'absorption du détecteur bolométrique. Le rayonnement électromagnétique 200 émis par la source infra-rouge traverse la cavité remplie d'un gaz. Le gaz absorbe dans une bande spectrale étroite de largeur à mi-hauteur 20 généralement inférieure à 300 nm. Ladite bande spectrale est caractéristique d'un gaz. Ainsi, en identifiant la ou les bandes spectrales absorbées à l'intérieur de la cavité 1001, on peut identifier le ou les gaz présents dans la cavité. Le détecteur bolométrique comprend plusieurs pixels, associés chacun à un pic d'absorption centré sur une longueur d'onde d'intérêt différente. Chaque longueur 25 d'onde d'intérêt correspond à une longueur d'onde centrale d'une absorption caractéristique d'un gaz. Grâce à la grande sensibilité spectrale du détecteur bolométrique selon l'invention, on identifie un gaz de façon très fiable, et on peut déterminer de façon précise sa concentration à l'intérieur de la cavité 1001 en mesurant une variation relative de signal. 3042272 22 Grâce au pic d'absorption étroit situé dans une zone d'absorption quasi-nulle, un pixel du détecteur bolométrique n'absorbe que dans la bande spectrale d'absorption du gaz, et n'absorbe pas un fond continu dû à toutes les longueurs d'onde émises par la source et non absorbées par le gaz. La variation relative de signal en fonction d'une 5 concentration de ce gaz sera donc bien plus forte qu'avec des bolomètres selon l'art antérieur. L'invention présente également un intérêt particulier, en ce qu'elle permet une détection simultanée de multiples gaz. Pour cela, on réalise un détecteur bolométrique à plusieurs pixels (ou groupes de pixels), sensibles chacun respectivement à l'un des gaz. On 10 peut ainsi déterminer aisément les différentes concentrations des différents gaz. Les bolomètres de l'art antérieur sont incapables de remonter à la concentration de chaque gaz, car ils sont sensibles à tous les gaz en même temps, et différentes combinaisons de concentrations de gaz donneront le même signal sur le bolomètre. D'autres utilisations avantageuses peuvent être mises en oeuvre, par exemple des 15 imageurs, en particulier des imageurs à vision nocturne. REVENDICATIONS1. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) à au moins un pixel, chaque pixel comprenant : une membrane d'absorption (110 ; 310 ; 610 ; 710 ; 9101; 9102), adaptée à convertir en chaleur un rayonnement électromagnétique incident (200) ; et un réflecteur (120 ; 320 ; 620 ; 720 ; 920), agencé pour réfléchir vers la membrane d'absorption une part du rayonnement électromagnétique incident ayant traversé celle-ci ; caractérisé en ce que : au moins un pixel comprend en outre une couche non métallique dite couche structurée (130 ; 330 ; 630 ; 730 ; 9301; 9302), située entre la membrane d'absorption et le réflecteur, présentant une série de sauts d'indice entre un premier indice optique et un second indice optique dans un plan parallèle à la membrane d'absorption, de façon à former un réseau résonant à une longueur d'onde dite d'intérêt )to ; le pas moyen du réseau (P) est inférieur à ladite longueur d'onde d'intérêt ; et la distance optique entre la membrane d'absorption et le réflecteur est sensiblement égale à un multiple de X0/2. 2. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une différence entre le premier indice optique et le second indice optique est supérieure à 0,5. 3. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le pas moyen du réseau (P) est compris entre X0/2 et )to, où )to est la longueur d'onde d'intérêt. 3042272 24 4. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réseau résonnant est un réseau périodique. 5 5. Détecteur bolométrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le réseau résonnant (830B) est un réseau pseudo-périodique, présentant des variations de la forme du motif élémentaire telles qu'un taux de recouvrement relativement à une forme moyenne des motifs élémentaires soit compris entre 90% et 99%. 10 6. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réseau résonnant présente des sauts d'indice répartis selon les deux dimensions d'un plan parallèle à la membrane d'absorption. 15 7. Détecteur bolométrique selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le réseau résonnant (830A) présente des sauts d'indice répartis selon une seule dimension d'un plan parallèle à la membrane d'absorption. 20 8. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que chaque saut d'indice est constitué par une interface entre un premier matériau et un second matériau, et en ce que l'un desdits matériaux est un vide ou un gaz tel que l'air. 25 9. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un écart (d2) entre la couche structurée et la membrane d'absorption est inférieur à X0/2, où )to est la longueur d'onde d'intérêt. 10. Détecteur bolométrique (700 ; 900) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la couche structurée (730 ; 9301; 9302) est recouverte d'une 3042272 25 couche non métallique dite couche bas indice (750 ; 9501; 9502), espacée de la membrane d'absorption. 11. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 600 ; 700 ; 900 ; 1100) selon l'une quelconque 5 des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il présente une pluralité de pixels, et en ce qu'au moins deux pixels diffèrent par leur forme moyenne des motifs élémentaires de sorte qu'ils sont adaptés à la détection de longueurs d'onde d'intérêt différentes. 12. Détecteur bolométrique (900) selon la revendication 11, caractérisé en ce que 10 chaque pixel présente une couche bas indice (9501; 9502), recouvrant la couche structurée associée à ce pixel et espacée de la membrane d'absorption correspondante, les couches bas indice (9501; 9502) associées chacune à un pixel présentant différentes épaisseurs. 15 13. Détecteur bolométrique (100 ; 300 ; 700 ; 900 ; 1100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'une couche intermédiaire non métallique (140 ; 340 ; 740 ; 940) s'étend entre le réflecteur et la membrane structurée. 14. Capteur de gaz (1000) comprenant une source infrarouge (1003), agencée pour 20 émettre un rayonnement électromagnétique (200) à l'intérieur d'une cavité (1001), caractérisé en ce que la cavité contient un détecteur bolométrique (1100) selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.