INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
Le procédé comporte une troisième phase 30, au cours de laquelle la seconde source lumineuse 8B est allumée via une commande d’allumage par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une troisième rampe de commande 32. La troisième phase 30 du procédé débute entre la fin T1 de la première phase 20 et la fin T2 de la deuxième phase 26. Plus précisément, la différence entre la fin T2 de la deuxième phase 26 et le début T3 de la troisième phase 30 représente un décalage temporel dont la valeur D1 est négative ou nulle. La valeur D2 de ce décalage temporel est fonction au moins du courant de pilotage de chaque source lumineuse 8A, 8B par le dispositif de pilotage 4, et de la longueur du guide de lumière 6. De préférence, comme illustré sur les figures 3 et 4, le début T3 de la troisième phase 30 du procédé coïncide avec le début de la deuxième phase 26. Dans ce cas, la valeur D2 du décalage temporel est négative (et correspond à un maximum possible en valeur absolue). Lorsque le début T3 de la troisième phase 30 du procédé coïncide avec la fin T2 de la deuxième phase 26 (cas non représenté sur les figures), la valeur D2 du décalage temporel est nulle. Au cours de la troisième phase 30 du procédé, la seconde source lumineuse 8B est allumée jusqu’à un niveau d’éclairage correspondant à un éclairage intermédiaire ou maximal de la seconde source lumineuse 8B. Dans les exemples de réalisation particuliers des figures 3 et 4, la seconde source lumineuse 8B est allumée jusqu’à un niveau d’éclairage correspondant à un éclairage intermédiaire correspondant à trois quarts du niveau d’éclairage maximal de la seconde source lumineuse 8B. De préférence, et comme illustré sur les figures 3 et 4, la seconde source lumineuse 8B atteint ce niveau d’éclairage intermédiaire avant la fin T2 de la deuxième phase 26. Autrement dit, dans l’exemple de réalisation particulier des figures 3 et 4, la troisième phase 30 se termine avant la fin T2 de la deuxième phase 26.
De préférence, le procédé comporte une quatrième phase 34 succédant à la troisième phase 30, au cours de laquelle la seconde source lumineuse 8B est éteinte via une commande d’extinction par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une quatrième rampe de commande 36, depuis le niveau d’éclairage maximal ou intermédiaire de la seconde source lumineuse 8B, jusqu’à un niveau d’éclairage intermédiaire ou nul. Dans l’exemple de réalisation particulier des figures 3 et 4, la quatrième phase 34 succède à la troisième phase 30 après une temporisation prédéfinie, et la commande d’extinction de la seconde source lumineuse 8B selon la quatrième rampe de commande 36 est effectuée dans la quatrième phase 34 jusqu’à un niveau d’éclairage nul. En variante non représentée, la quatrième phase 34 peut succéder immédiatement à la fin de la troisième phase 30.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, les amplitudes, les pentes et/ou les durées des première, deuxième, troisième et quatrième rampes de commande 23, 29, 32, 36 dépendent au moins d’une loi de décroissance de la luminance au sein du guide de lumière 6. En d’autres termes, les amplitudes, les pentes et/ou les durées des première, deuxième, troisième et quatrième rampes de commande 23, 29, 32, 36 sont choisies et paramétrées au préalable au sein du dispositif de pilotage 4 pour tenir compte de la loi de décroissance de la luminance au sein du guide de lumière 6, et permettre d’obtenir un effet de balayage ayant un rendu visuel homogène et agréable pour un observateur. La loi de décroissance de la luminance au sein du guide de lumière 6 est notamment fonction d’au moins un paramètre choisi parmi le groupe consistant en : le type de matériau du guide de lumière 6, la longueur du guide de lumière 6, la forme du guide de lumière 6, le diamètre du guide lumière 6, et la position des première et seconde sources lumineuses 8A, 8B l'une vis-à-vis de l'autre. Classiquement, la loi de décroissance de la luminance au sein du guide de lumière 6 est fonction de tous ces paramètres précités. Le profil des courbes C1, C2, C3, C4 sur les figures 3 et 4, qui représentent l’évolution en fonction du temps de la commande d’allumage des deux sources lumineuses 8A, 8B, dépend au moins de la forme et du diamètre du guide de lumière 6.
Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur la , qui correspond à un effet de balayage n’allant que dans un seul sens de parcours du guide de lumière 6, les première, deuxième, troisième et quatrième phases 20, 26, 30, 34 du procédé sont rebouclées selon un cycle temporel périodique. La valeur de la période P1 du cycle temporel est par exemple comprise entre 0,5 s et 2 s lorsque le guide de lumière 6 présente une longueur en développé sensiblement égale à 1,5 m.
Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur la , qui correspond à un effet de balayage aller-retour allant dans les deux sens de parcours du guide de lumière 6, le procédé comporte une cinquième phase 38 succédant à la quatrième phase 34, au cours de laquelle la seconde source lumineuse 8B est allumée via une commande d’allumage par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une cinquième rampe de commande 40, jusqu’à un niveau d’éclairage maximal de la seconde source lumineuse 8B. Dans l’exemple de réalisation particulier illustré sur la , la cinquième phase 38 succède à la quatrième phase 34 après une temporisation prédéfinie T emp . De préférence, la temporisation prédéfinie T emp présente une durée comprise entre 0,5 s et 2 s. En variante non représentée, la cinquième phase 38 peut succéder immédiatement à la fin de la quatrième phase 34.
Selon ce même exemple de réalisation particulier de la , le procédé comporte une sixième phase 42 succédant à la cinquième phase 38 immédiatement ou après une temporisation prédéfinie, au cours de laquelle la seconde source lumineuse 8B est éteinte via une commande d’extinction par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une sixième rampe de commande 44, depuis le niveau d’éclairage maximal de la seconde source lumineuse 8B, jusqu’à un niveau d’éclairage intermédiaire ou nul. Dans l’exemple de réalisation particulier de la , la sixième phase 42 succède immédiatement à la cinquième phase 38, et la commande d’extinction de la seconde source lumineuse 8B selon la sixième rampe de commande 44 est effectuée dans la sixième phase 42 jusqu’à un niveau d’éclairage nul.
Selon ce même exemple de réalisation particulier de la , le procédé comporte une septième phase 46, au cours de laquelle la première source lumineuse 8A est allumée via une commande d’allumage par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une septième rampe de commande 48. La septième phase 46 du procédé débute entre la fin T4 de la cinquième phase 38 et la fin T5 de la sixième phase 42. Plus précisément, la différence entre la fin T5 de la sixième phase 42 et le début T6 de la septième phase 46 représente un décalage temporel dont la valeur D3 est négative ou nulle. La valeur D3 de ce décalage temporel est fonction au moins du courant de pilotage de chaque source lumineuse 8A, 8B par le dispositif de pilotage 4, et de la longueur du guide de lumière 6. De préférence, comme illustré sur la , le début T6 de la septième phase 46 du procédé coïncide avec le début de la sixième phase 42. Dans ce cas, la valeur D3 du décalage temporel est négative (et correspond à un maximum possible en valeur absolue). Lorsque le début T6 de la septième phase 46 du procédé coïncide avec la fin T5 de la sixième phase 42 (cas non représenté sur les figures), la valeur D3 du décalage temporel est nulle. Au cours de la septième phase 46 du procédé, la première source lumineuse 8A est allumée jusqu’à un niveau d’éclairage correspondant à un éclairage intermédiaire ou maximal de la première source lumineuse 8A. Dans l’exemple de réalisation particulier de la , la première source lumineuse 8A est allumée jusqu’à un niveau d’éclairage correspondant à un éclairage intermédiaire correspondant à trois quarts du niveau d’éclairage maximal de la première source lumineuse 8A. De préférence, et comme illustré sur la , la première source lumineuse 8A atteint ce niveau d’éclairage intermédiaire avant la fin T5 de la sixième phase 42. Autrement dit, dans l’exemple de réalisation particulier de la , la septième phase 46 se termine avant la fin T5 de la sixième phase 42.
De préférence, le procédé comporte une huitième phase 50 succédant à la septième phase 46, au cours de laquelle la première source lumineuse 8A est éteinte via une commande d’extinction par modulation de largeurs d’impulsion effectuée selon une huitième rampe de commande 52, depuis le niveau d’éclairage maximal ou intermédiaire de la première source lumineuse 8A, jusqu’à un niveau d’éclairage intermédiaire ou nul. Dans l’exemple de réalisation particulier de la , la huitième phase 50 succède à la septième phase 46 après une temporisation prédéfinie, et la commande d’extinction de la première source lumineuse 8A selon la huitième rampe de commande 52 est effectuée dans la huitième phase 50 jusqu’à un niveau d’éclairage nul. En variante non représentée, la huitième phase 50 peut succéder immédiatement à la fin de la septième phase 46.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, représenté sur la , les première et cinquième rampes de commande 23, 40 sont identiques, les deuxième et sixième rampes de commande 29, 44 sont identiques, les troisième et septième rampes de commande 32, 48 sont identiques, et les quatrième et huitième rampes de commande 36, 52 sont identiques.
Pour atteindre l’un au moins de ces buts ou un autre, un premier aspect de l’invention propose un nouveau photodétecteur qui comprend : - un substrat, qui est réfléchissant pour du rayonnement électromagnétique qui est incident sur le photodétecteur ; - des portions d’électrodes, qui sont supportées par le substrat, et qui ont des surfaces respectives opposées au substrat, dites surfaces supérieures et situées à un niveau commun d’écartement par rapport au substrat ; - des portions d’un matériau isolant électriquement, qui sont situées entre les portions d’électrodes et le substrat, de façon à isoler électriquement chaque portion d’électrode par rapport au substrat ; et - au moins une portion d’un matériau photoconducteur, qui est disposée pour être en contact électrique avec deux des portions d’électrodes qui sont voisines.
Lors d’une utilisation de ce photodétecteur, au moins deux parmi les portions d’électrodes et le substrat sont destinés à collecter un courant de photo-détection.
Dans le photodétecteur de l’invention, une première et une deuxième des portions d’électrodes qui sont voisines délimitent entre elles, parallèlement au substrat, un volume dans lequel, lors de l’utilisation du photodétecteur, le rayonnement pénètre pour être réfléchi par le substrat, en formant un premier résonateur de Fabry-Pérot entre ce substrat et le niveau des surfaces supérieures des portions d’électrodes. De façon similaire, la deuxième portion d’électrode et une troisième des portions d’électrodes, qui est située d’un côté de la deuxième portion d’électrode opposé à la première portion d’électrode, délimitent entre elles, parallèlement au substrat, un autre volume dans lequel, lors de l’utilisation du photodétecteur, le rayonnement pénètre aussi pour être réfléchi par le substrat, en formant un second résonateur de Fabry-Pérot entre le substrat et le niveau des surfaces supérieures des portions d’électrodes. Autrement dit, les premier et second résonateurs de Fabry-Pérot sont destinés à générer des composantes d’ondes stationnaires qui se propagent perpendiculairement au substrat, lors de l’utilisation du photodétecteur. Ils sont donc du type à axes verticaux selon le vocable de l’Homme du métier présenté plus haut.
Le photodétecteur de l’invention présente en outre les caractéristiques /1/ à /3/ suivantes : /1/ une largeur du premier résonateur de Fabry-Pérot, mesurée entre les première et deuxième portions d’électrodes parallèlement au substrat, est différente d’une largeur du second résonateur de Fabry-Pérot, mesurée entre les deuxième et troisième portions électrodes aussi parallèlement au substrat, de sorte que les premier et second résonateurs de Fabry-Pérot aient des valeurs respectives de longueur d’onde de résonance individuelle, effectives pour le rayonnement incident sur le photodétecteur, qui sont différentes, avec des valeurs respectives d’un facteur de qualité de résonance individuelle de ces premier et second résonateurs de Fabry-Pérot telles que, sur un axe de longueur d’onde du rayonnement incident, les intervalles suivants de résonances individuelles : [λ ri ·(1-3/Q i ) ; λ ri ·(1+3/Q i )], aient un recouvrement, où i est égal à 1 ou 2 pour désigner le premier ou le second résonateur de Fabry-Pérot, respectivement, et λ ri et Q i sont respectivement les valeurs de longueur d’onde et de facteur de qualité de la résonance individuelle du résonateur de Fabry-Pérot i. Autrement dit, les deux résonateurs de Fabry-Pérot ont des longueurs d’onde de résonance individuelle qui sont différentes sans être trop éloignées l’une de l’autre. En outre, ces deux résonateurs sont distingués par leurs largeurs de cavité respectives, ce qui est particulièrement facile à réaliser, notamment en utilisant un procédé de masquage ; /2/ une somme des largeurs des premier et second résonateurs de Fabry-Pérot avec la largeur de la deuxième portion d’électrode, mesurée parallèlement au substrat entre les volumes des premier et second résonateurs de Fabry-Pérot, est adaptée pour produire un couplage entre les premier et second résonateurs de Fabry-Pérot, en étant inférieure à une valeur de longueur d’onde de résonance relative au couplage, dite longueur d’onde de résonance de couplage, qui est effective pour le rayonnement incident sur le photodétecteur, et qui résulte d’une interférence entre au moins trois ondes parmi lesquelles : - une première onde qui provient d’une réflexion du rayonnement incident sur le substrat ; - une deuxième onde qui émerge du premier résonateur Fabry-Pérot, et qui résulte d’une superposition de plusieurs composantes d’onde parmi lesquelles au moins une de ces composantes d’onde a effectué au moins un aller-retour à l’intérieur du volume du second résonateur de Fabry-Pérot ; et - une troisième onde qui émerge du second résonateur de Fabry-Pérot, et qui résulte d’une autre superposition de plusieurs autres composantes d’onde parmi lesquelles au moins une de ces autres composantes d’onde a effectué au moins un aller-retour à l’intérieur du volume du premier résonateur de Fabry-Pérot ; et /3/ le matériau photoconducteur est absorbant pour la longueur d’onde de résonance de couplage, et la portion de ce matériau photoconducteur est située dans ou sur l’un au moins des volumes des premier et second résonateurs de Fabry-Pérot.
Grâce à la résonance de couplage que présente le photodétecteur de l’invention pour le rayonnement qui est détecté, son absorption optique est très élevée. En effet, la résonance de couplage produit une concentration du rayonnement à l’intérieur d’une partie au moins du matériau photoconducteur, ce qui augmente dans une proportion importante la probabilité pour qu’un photon du rayonnement soit absorbé. Pour cette raison, le matériau photoconducteur peut être d’un type compatible avec un procédé de dépôt qui utilise une solution colloïdale de nanocristaux de ce matériau, notamment un procédé de dépôt par centrifugation, ou «spin coating» en anglais. Un tel procédé permet de réduire le coût de fabrication du photodétecteur, d’une part car le matériau photoconducteur peut être déposé sur le substrat de façon peu onéreuse, et d’autre part parce que le circuit de lecture peut être utilisé comme substrat de dépôt du matériau photoconducteur. L’étape d’assemblage du circuit de détection au circuit de lecture peut ainsi être évitée.
Par ailleurs, la structure du photodétecteur de l’invention pouvant être limitée à deux résonateurs de Fabry-Pérot avec des dimensions qui sont inférieures à la longueur d’onde du rayonnement à détecter, le photodétecteur peut avoir des dimensions latérales qui sont très réduites. Grâce à cela, un capteur d’images qui est réalisé à partir de photodétecteurs conformes à l’invention peut procurer une résolution spatiale très fine, et faire fonction de capteur à haute résolution.
Encore grâce à la structure du photodétecteur de l’invention, son efficacité de détection est maintenue à l’intérieur d’un large secteur angulaire pour la direction d’incidence du rayonnement à détecter.
La portion du matériau photoconducteur peut être située au moins partiellement dans ou sur celui des volumes des premier et second résonateurs de Fabry-Pérot dont la largeur est la plus grande, ou bien la plus petite, encore mesurée parallèlement au substrat. Elle peut aussi être située au moins partiellement dans ou sur les deux volumes respectifs des premier et second résonateurs de Fabry-Pérot.
Dans des réalisations de l’invention qui peuvent être plus simples à fabriquer, les portions du matériau isolant électriquement peuvent être des parties d’une couche continue de ce matériau isolant qui s’étend à travers les volumes du premier résonateur de Fabry-Pérot et du second résonateur de Fabry-Pérot, en plus de s’étendre entre le substrat et chaque portion d’électrode. Il n’est alors pas nécessaire de graver la couche du matériau isolant.
Alternativement, en plus des première, deuxième et troisième portions d’électrodes, le substrat peut aussi être en contact avec la portion de matériau photoconducteur, de façon à former une portion d’électrode supplémentaire. Notamment, le substrat peut être en contact avec la portion de matériau photoconducteur parce qu’une ou des partie(s) de cette dernière est (sont) contenue(s) dans le volume de l’un au moins des premier et second résonateurs de Fabry-Pérot. Dans ce cas, au moins deux des première, deuxième et troisième portions d’électrodes peuvent être court-circuitées électriquement pour former une première électrode de collecte du courant de photo-détection, et le substrat peut être utilisé pour former une seconde électrode de collecte du courant de photo-détection. Sinon, le courant de photo-détection peut être collecté entre deux sous-ensembles quelconques des portions d’électrodes, celles-ci étant court-circuitées électriquement à l’intérieur de chaque sous-ensemble.
De façon générale pour l’invention, le photodétecteur peut comprendre en outre un circuit électrique de polarisation qui est adapté pour appliquer, pendant l’utilisation du photodétecteur, une tension électrique variable entre deux des portions d’électrodes qui collectent le courant de photo-détection, et pour varier éventuellement cette tension électrique entre deux utilisations successives du photodétecteur. Grâce à une telle tension électrique de polarisation variable, la sensibilité de détection du photodétecteur, et plus généralement son spectre de sensibilité, peut être modifiée, et notamment adaptée à différentes utilisations. En effet, la tension de polarisation variable permet d’augmenter une efficacité de collecte par les portions d’électrodes, des charges électriques qui sont créées par le rayonnement dans le matériau photoconducteur. La tension de polarisation peut varier entre 0 V (volt) et 10 V, mais des valeurs qui inférieures ou égales à 1 V peuvent avantageusement être suffisantes. Avantageusement, un tel photodétecteur peut être adapté de sorte qu’une valeur d’absorption du rayonnement à au moins une valeur de longueur d’onde varie d’au moins 30%, de préférence au moins 50%, de façon encore plus préférée au moins 90%, entre une première utilisation du photodétecteur sans tension électrique appliquée par le circuit électrique de polarisation entre les deux portions d’électrodes, ou pendant laquelle la tension électrique qui est appliquée par le circuit électrique de polarisation est nulle, et une seconde utilisation du même photodétecteur pendant laquelle la tension électrique qui est appliquée par le circuit électrique de polarisation est non-nulle.
Dans un mode de réalisation, les champs électriques appliqués pour faire fonctionner le composant sont inférieurs à 100 kV.cm -1 , et préférentiellement en dessous de 30 kV.cm -1
Encore de façon générale pour l’invention, le photodétecteur peut aussi comprendre un circuit de reconfiguration qui est adapté pour sélectionner et connecter électriquement au moins deux des portions d’électrodes et du substrat du photodétecteur afin de collecter le courant de photo-détection par ceux des portions d’électrodes et du substrat qui sont sélectionnés. Ceux-ci peuvent varier entre plusieurs modes de collecte du courant de photo-détection qui sont associés à des spectres respectifs différents de sensibilité du photodétecteur, par rapport au rayonnement incident. En effet, chacun des modes peut privilégier de collecter du courant de photo-détection à travers une partie du matériau photoconducteur qui est différente de celle d’un autre mode, et chaque partie du matériau photoconducteur peut être le lieu de concentration du rayonnement à détecter pour une valeur différente de la longueur d’onde de ce dernier. Ainsi, le photodétecteur de l’invention peut être reconfigurable simplement et instantanément entre deux utilisations successives. Par exemple, un premier des modes de collecte du courant de photo-détection peut utiliser les première et deuxième portions d’électrodes pour collecter le courant, et un autre mode peut utiliser les deuxième et troisième portions d’électrodes. Ainsi, le premier mode de collecte peut correspondre à la résonance de couplage qui est créée par la structure du photodétecteur de l’invention, alors que l’autre mode de collecte peut correspondre plutôt à la résonance individuelle de l’un des résonateurs de Fabry-Pérot, cette résonance individuelle et la résonance de couplage correspondant à des valeurs différentes de longueur d’onde pour le rayonnement à détecter. Possiblement, pour l’un au moins des modes de collecte ou chacun d’eux, chaque portion d’électrode qui n’est pas utilisée pour collecter du courant de photo-détection peut être court-circuitée par le circuit de reconfiguration avec l’une des portions d’électrodes sélectionnées. Alternativement, une portion d’électrode qui n’est pas utilisée pour collecter du courant de photo-détection peut être à un potentiel flottant.