Brevet FR3101151A1 — publié le 20210326

Un dispositif (10) est adapté pour révéler des variations spatiales de polarisation d’un rayonnement électromagnétique, sous forme de variations de température localisées. Le dispositif comprend une surface d’un support (1) qui est isolante thermiquement et électriquement, et comporte un réseau de motifs (M) qui sont constitués chacun d’au moins un segment rectiligne (2) d’un matériau sensible, dont l’orientation est variable à l’intérieur de chaque motif ou entre des motifs voisins. Un tel dispositif peut être utilisé avec une caméra thermique pour révéler dans des images infrarouges les variations de température qui sont localisées sur des segments non-perpendiculaires à une direction locale de polarisation rectiligne du rayonnement. Figure d’abrégé : Figure 1 DISPOSITIF POUR REVELER DES VARIATIONS SPATIALES DE POLARISATION D’UN RAYONNEMENT ELECTROMAGNETIQUE La présente description concerne un dispositif pour révéler des variations spatiales de polarisation d’un rayonnement électromagnétique, ainsi qu’un procédé de fabrication d’un tel dispositif. Il est parfois utile de caractériser un rayonnement électromagnétique, notamment dans le domaine spectral dit hyperfréquence, non seulement par son intensité, mais aussi par l’orientation vectorielle de son champ électrique, ou de son champ magnétique. De façon connue, l’orientation vectorielle du champ électrique, ou du champ magnétique, d’un rayonnement correspond à sa polarisation. Celle-ci peut être rectiligne, circulaire ou elliptique, en fonction des amplitudes respectives de deux composantes du champ selon des vecteurs fixes, et du déphasage qui existe entre ces deux composantes. De façon connue, les cas de polarisations rectilignes et circulaires sont des cas particuliers des polarisations elliptiques, qui ne sont pas nécessairement réalisés de façon stricte. Le document FR 2 787 583 décrit d’utiliser un support bidimensionnel qui est transparent ou sensiblement transparent au rayonnement électromagnétique à caractériser, et qui comporte sur l’une de ses surfaces un réseau périodique de bandes parallèles d’un matériau photothermique. Ce matériau photothermique est le siège d’un échauffement sous l’effet du rayonnement électromagnétique, soit par effet Joule, soit par un mécanisme de pertes diélectriques, soit par un mécanisme de pertes magnétiques. Mais grâce à la répartition du matériau photothermique en bandes parallèles sur le support bidimensionnel, sa capacité d’échauffement est anisotrope en fonction de la direction du champ électrique ou magnétique auquel le matériau est sensible : pour un rayonnement électromagnétique qui est polarisé rectilignement, cet échauffement est maximal lorsque la direction de polarisation rectiligne du champ auquel est sensible le matériau photothermique est parallèle aux bandes. L’échauffement du matériau photothermique est révélé par thermographie, par exemple en utilisant un capteur d’image infrarouge sur lequel est formée une image du support bidimensionnel muni des bandes du matériau photothermique. Toutefois, le détecteur ainsi formé, qui est sensible à la direction du champ d’un rayonnement électromagnétique, ne permet pas de détecter des variations spatiales de la polarisation du rayonnement électromagnétique. Problème technique A partir de cette situation, un but de la présente invention est de proposer un nouveau détecteur sensible à la direction du champ d’un rayonnement électromagnétique, et qui permette de révéler des variations spatiales de la polarisation du rayonnement électromagnétique. Un but annexe de l’invention est de proposer un tel détecteur dont la sensibilité soit élevée, et qui soit peu onéreux à fabriquer. Brève description des figures Les caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement dans la description détaillée ci-après d’exemples de réalisation non-limitatifs, en référence aux figures annexées parmi lesquelles : est une vue en perspective d’un dispositif conforme à l’invention ; à [Fig. 2c] montrent différents motifs qui peuvent être utilisés alternativement pour le dispositif de [Fig. 1] ; à [Fig. 3e] montrent différentes répartitions de motifs qui peuvent être utilisées alternativement pour le dispositif de [Fig. 1] ; illustre une mise en œuvre d’un dispositif conforme à l’invention, pour révéler des variations spatiales de polarisation d’un rayonnement électromagnétique ; et [Fig. 5b] sont deux diagrammes qui montrent des amplitudes de densités de courant induites dans le dispositif de [Fig. 1], lorsque ce dispositif est mis en œuvre avec le motif de [Fig. 2a] ; et illustre une façon de déterminer une direction locale de polarisation rectiligne d’un rayonnement électromagnétique, en utilisant le dispositif de [Fig. 1] mis en œuvre avec le motif de [Fig. 2b]. Dispositif (10) adapté pour révéler des variations spatiales de polarisation d’un rayonnement électromagnétique (R), sous forme de variations de température localisées, le dispositif (10) comprenant une surface d’un support (1) qui est isolante thermiquement et électriquement, et comportant dans ou sur la surface du support, un réseau de motifs (M) qui sont constitués chacun d’au moins un segment rectiligne (2) d’un matériau, appelé matériau sensible, le matériau sensible étant adapté pour produire un échauffement lorsque ledit matériau sensible est exposé à un champ électrique ou à un champ magnétique du rayonnement (R), avec une valeur d’un taux de puissance d’échauffement par rapport à une puissance du rayonnement électromagnétique qui varie en fonction d’une polarisation dudit rayonnement électromagnétique par rapport à une orientation de chaque segment (2) dans la surface du support (1), ledit taux de puissance d’échauffement par rapport à la puissance du rayonnement électromagnétique étant sensiblement nul dans le support en dehors des segments (2) du matériau sensible, quelle que soit la polarisation du rayonnement (R), le dispositif (10) étant caractérisé en ce que, si chaque motif (M) comporte plusieurs segments, ces segments (2) à l’intérieur de chaque motif ont au moins deux orientations différentes, ou en ce que, si chaque motif ne comporte qu’un seul segment, les segments de deux motifs qui sont voisins ont des orientations différentes, et en ce que le réseau est constitué par des répétitions d’un motif de base avec des décalages selon plusieurs directions de répétition (D1, D2) qui sont distinctes dans la surface du support (1), de façon à former un réseau bidimensionnel de motifs (M) identiques. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel chaque motif (M) comporte plusieurs segments (2) rectilignes de matériau sensible, et les segments de chaque motif ont au moins trois orientations différentes dans la surface du support (1), à l’intérieur dudit motif. Dispositif (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les décalages des répétitions du motif de base sont combinés selon deux directions distinctes de répétition (D1, D2) dans la surface du support (1), et sont réguliers, de façon à ce que le réseau bidimensionnel de motifs (M) identiques soit périodique selon chacune des deux directions de répétition, avec une période spatiale selon chacune desdites directions de répétition qui est comprise entre 100 µm et 50 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 30 mm. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel deux quelconques des motifs (M) qui sont voisins dans la surface du support (1) sont intriqués l’un dans l’autre. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les segments (2) d’une paire quelconque de motifs (M) qui sont voisins dans la surface du support (1) sont séparés par un intervalle inter-motif qui est dépourvu de matériau sensible, entre l’un quelconque des segments d’un premier motif de la paire et l’un quelconque des segments de l’autre motif de la paire. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel deux quelconques des segments (2) d’un même des motifs (M) sont isolés l’un de l’autre par un intervalle intra-motif qui est dépourvu de matériau sensible. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque motif (M) est constitué par N segments (2) qui sont disposés dans la surface du support (1), N étant un nombre entier compris entre 3 et 16, les valeurs 3 et 16 étant incluses, et dans lequel les orientations respectives des N segments de l’un quelconque des motifs sont équi-réparties angulairement. Dispositif (10) selon la revendication 7, dans lequel les segments (2) de chacun des motifs (M) sont disposés radialement autour d’un centre du motif, de façon à former une étoile régulière à N branches dans la surface du support (1). Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque segment (2) possède une longueur qui est comprise entre 50 µm et 40 mm, de préférence comprise entre 1 mm et 30 mm, et une largeur qui est comprise entre 10 µm et 500 µm, de préférence comprise entre 100 µm et 300 µm, lesdites longueur et largeur étant mesurées parallèlement à la surface du support (1). Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la surface du support (1) est constituée d’un matériau organique qui est isolant thermiquement et électriquement, par exemple à base de polyimide, et dans lequel le matériau sensible comprend au moins un composé qui résulte d’une altération du matériau organique, notamment un composé de dégradation thermique du matériau organique. Dispositif (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une caméra thermique (11), agencée pour saisir des images infrarouges de la surface du support (1) pendant que ladite surface du support est exposée au rayonnement électromagnétique (R), de façon à faire apparaître dans les images saisies, des parties de certains au moins des segments (2) du matériau sensible avec des intensités qui dépendent de valeurs de température respectives desdites parties de segments. Dispositif (10) selon la revendication 11, comprenant en outre : - un système de modulation (12), qui est agencé pour appliquer une séquence temporelle de modulation au rayonnement électromagnétique (R) auquel la surface du support (1) est exposée ; et - un système de détection synchrone (13), qui est agencé pour filtrer les intensités saisies dans des images successives de la surface du support, conformément à la séquence temporelle de modulation. Procédé de fabrication d’un dispositif (10) adapté pour révéler des variations spatiales de polarisation d’un rayonnement électromagnétique (R), ledit dispositif étant conforme à l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé de fabrication comprenant les étapes suivantes : - fournir un support (1) dont une surface est constituée d’un matériau organique isolant thermiquement et électriquement, par exemple d’un matériau à base de polyimide ; et - chauffer le matériau organique sélectivement dans des zones déterminées de la surface du support (1), par exemple au moyen d’un faisceau laser qui est dirigé dans lesdites zones, de façon à altérer localement ledit matériau organique pour former le matériau sensible, notamment par dégradation thermique du matériau organique, afin de constituer les segments (2) de matériau sensible.