Brevet FR3067167A1 (20181207)

REVENDICATIONS1. Elément de conversion spectrale (10) pour rayonnement électromagnétique, comprenant : - un support bidimensionnel (1), avec des zones (ZP) juxtaposées qui sont dédiées respectivement à des pixels ; - un ensemble de premières antennes (2), dites antennes Térahertz, qui sont portées fixement par le support bidimensionnel (1) et dimensionnées pour présenter un premier pic d'absorption (P1) du rayonnement électromagnétique lorsqu'une longueur d'onde du rayonnement est comprise entre 30 pm et 3 mm, correspondant à du rayonnement dit Térahertz, au moins une des antennes Térahertz étant située à l'intérieur de chaque zone de pixel (ZP) ; et - un ensemble de secondes antennes (3), dites antennes infrarouges, qui sont aussi portées fixement par le support bidimensionnel (1) mais dimensionnées pour présenter un second pic d'absorption (P2) du rayonnement électromagnétique lorsque la longueur d'onde du rayonnement est comprise entre 1 pm et 30 pm, correspondant à du rayonnement dit infrarouge, au moins une des antennes infrarouges étant située à l'intérieur de chaque zone de pixel (ZP) ; l'élément de conversion étant agencé de sorte qu'une des antennes Térahertz (2) et une des antennes infrarouges (3) qui sont situées toutes deux dans une même zone de pixel (ZP), quelle que soit ladite zone de pixel, soient couplées thermiquement l'une à l'autre avec une résistance thermique qui est inférieure à chaque autre résistance thermique qui existe entre l'une quelconque des antennes Térahertz et l'une quelconque des antennes infrarouges lorsque lesdites antennes Térahertz et infrarouge sont situées dans des zones de pixels respectives qui sont différentes.\n<CLM>\1\tElément de conversion (10) selon la revendication 1, agencé de sorte que chaque résistance thermique entre une antenne Térahertz (2) et une antenne infrarouge (3) qui sont situées toutes deux dans une même zone de 3067167 - 19 - pixel (ZP), quelle que soit ladite zone de pixel, soit inférieure à un dixième, de préférence inférieure à un centième, de chaque autre résistance thermique qui existe entre l'une quelconque des antennes Térahertz et l'une quelconque des antennes infrarouges lorsque lesdites antennes Térahertz et infrarouge sont 5 situées dans des zones de pixels respectives qui sont différentes.\n<CLM>\1\tElément de conversion (10) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque antenne Térahertz (2) ou infrarouge (3) est de type métaldiélectrique-métal, ou est de type résonateur de Helmholtz, ou est formée par une portion d'un matériau absorbant du rayonnement infrarouge ou Térahertz, 10 respectivement.\n<CLM>\1\tElément de conversion (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque zone de pixel (ZP) possède des dimensions transversales qui sont comprises entre 30 pm et 5000 pm, chaque antenne Térahertz (2) possède une dimension transversale qui est 15 comprise entre 1 pm et 300 pm, et chaque antenne infrarouge (3) possède une dimension transversale qui est comprise entre 0,1 pm et 5 pm, lesdites dimensions transversales étant mesurées parallèlement au support bidimensionnel (1).\n<CLM>\1\tElément de conversion (10) selon l'une quelconque des 20 revendications précédentes, dans lequel le support bidimensionnel (1) présente des portions de liaison (4) pour relier deux zones de pixels (ZP) quelconques qui sont voisines, et présente des évidements (5) qui limitent transversalement chaque portion de liaison, de sorte que toutes les zones de pixels soient solidaires dans ledit support bidimensionnel, et que des passages de diffusion 25 thermique entre deux zones de pixels qui sont voisines aient des sections restreintes par certains des évidements.\n<CLM>\1\tElément de conversion (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel chaque antenne Térahertz (2) possède une géométrie qui est sélectionnée parmi plusieurs géométries 30 distinctes, lesdites géométries d'antennes Térahertz correspondant à des 3067167 - 20 - polarisations différentes ou des longueurs d'onde différentes pour le rayonnement électromagnétique qui est absorbé avec une efficacité maximale, et dans lequel chaque zone de pixel (ZP) comporte au moins une desdites géométries d'antennes Térahertz (2), de préférence une seule géométrie 5 d'antenne, et les géométries d'antennes Térahertz sont alternées entre des zones de pixels qui sont différentes, préférablement selon un motif d'alternance qui est identique dans tout l'élément de conversion (10).\n<CLM>\1\tElément de conversion (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les antennes Térahertz (2) d'une part, et les 10 antennes infrarouges (3) d'autre part, sont portées par deux faces opposées du support bidimensionnel (1), les résistances thermiques étant produites le long de chemins de diffusion thermique qui traversent le support bidimensionnel entre les deux faces opposées.\n<CLM>\1\tElément de conversion (10) selon l'une quelconque des 15 revendications 1 à 6, dans lequel les antennes Térahertz (2) et les antennes infrarouges (3) sont portées ensemble par une même face du support bidimensionnel (1), par exemple les antennes Térahertz sont réparties dans une première partie d'une structure (ST) en couches qui est portée par la face du support bidimensionnel, et les antennes infrarouges sont réparties dans une 20 seconde partie de la structure en couches qui est située au-dessus ou au- dessous de ladite première partie de la structure en couches, par rapport à un ordre d'empilement des couches sur la face du support bidimensionnel.\n<CLM>\1\tProcédé de collecte d'un rayonnement Térahertz (TH), ledit procédé comprenant : 25 - disposer un élément de conversion (10) qui est conforme à l'une quelconque des revendications précédentes, dans le rayonnement Térahertz (TH) de sorte que l'élément de conversion produise un rayonnement infrarouge (IR) à partir d'une énergie du rayonnement Térahertz ; et 3067167 -21- - disposer un capteur de rayonnement infrarouge (20) sur un trajet du rayonnement infrarouge (IR) qui est produit par l'élément de conversion (10).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, suivant lequel le capteur de 5 rayonnement infrarouge (20) comprend au moins une cellule photovoltaïque, une cellule photoconductrice, ou une cellule bolométrique, efficace pour absorber une partie au moins dudit rayonnement infrarouge (IR).\n<CLM>\1\tProcédé selon la revendication 9, suivant lequel le capteur de rayonnement infrarouge (20) comprend au moins un détecteur d'image qui est 10 sensible au rayonnement infrarouge (IR), et le procédé comprend en outre de disposer un objectif (30) qui est efficace pour le rayonnement Térahertz (TH) sur un trajet dudit rayonnement Térahertz en amont de l'élément de conversion (10), et de disposer aussi un système imageur (21) qui est efficace pour le rayonnement infrarouge sur un trajet dudit rayonnement infrarouge (IR) entre 15 l'élément de conversion (10) et le détecteur d'image (20), l'objectif (30) formant une image d'une scène sur l'élément de conversion (10) avec le rayonnement Térahertz (TH) qui provient de la scène, et le système imageur (21) formant une image de l'élément de conversion (10) sur le détecteur d'image (20) avec le rayonnement infrarouge (IR) qui est 20 produit par ledit élément de conversion.