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Révision 1.4
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Annexe B : Étalonnage des détecteurs THZ
Gentec-EO a considérablement amélioré la précision d'étalonnage de son détecteur de puissance THZ.
Nous avons mis au point une méthode d'étalonnage rigoureuse et un nouveau détecteur thermique THz
qui permettent une mesure absolue de la puissance et de l'énergie basée sur une courbe de référence
validée de 10 à 440 µm (30 à 0,70 THz) et sur l'étalon de mesure gold international THZ du PTB. L'objet
de cette annexe est d'expliquer la nouvelle méthode d'étalonnage et de validation des détecteurs THz de
Gentec-EO et de caractériser sa nouvelle sonde thermique THz spectralement plate.
DÉFI LIÉ À L'ÉTALONNAGE DANS LA RÉGION THz
Les méthodes types traçables d'étalonnage des détecteurs impliquent l'étalonnage à une longueur
d'onde particulière avec un étalon de mesure gold traçable précédemment obtenu auprès d'une
institution mondialement reconnue comme le NIST aux États-Unis et le PTB en Allemagne (la longueur
d'onde la plus courante est 1,064 ou 10,6 μm). L'absorption spectrale relative du senseur est également
déterminée à l'aide d'un spectromètre proche infrarouge (0,25 à 2,5 μm) et d'une référence spectrale
traçable. Un facteur de correction de longueur d'onde est ensuite appliqué pour fournir la meilleure
incertitude d'étalonnage possible dans la gamme spectrale étalonnée du détecteur. Les deux systèmes
d'étalonnage doivent être traçables à un laboratoire d'étalonnage international. L'étalonnage peut alors
être traçable au NIST et/ou à d'autres laboratoires de normes internationales reconnues. Grâce à la
traçabilité quantitative, l'incertitude totale de l'étalonnage peut ainsi être calculée et spécifiée. Il est
toutefois important de savoir que le domaine étalonné à l'aide de cette méthode est quelque peu limité et
ne couvre pas toute la gamme de longueurs d'onde THz.
Le développement rapide de sources THz, tant continues que pulsées, pose de nombreux défis pour
notre industrie, concernant notamment comment effectuer des mesures précises de la puissance et de
l'énergie. L'une des difficultés majeures est liée au fait que, avant 2009, il n'existait aucune norme
d'étalonnage internationale reconnue, ni aucun service d'étalonnage disponible couvrant le spectre THz.
Cela nous a contraints à proposer des produits THz qui ne sont pas étalonnés dans le domaine THz et
peuvent par conséquent être utilisés uniquement pour effectuer des mesures relatives. Or, en 2009,
l'équipe du PTB en Allemagne a annoncé offrir désormais la possibilité d'étalonner de manière traçable
des détecteurs THz à la longueur d'onde unique de 119 μm (ou 2,52 THz) avec une précision de ±15 %.
Ces capacités d'étalonnage ont aujourd'hui été amélioré de 70 à 288 µm (ou 4,25 à 1,04 THz) avec une
meilleure incertitude (±4 %).
Nous travaillons très étroitement avec le PTB en Allemagne et le NIST aux États-Unis, ainsi qu'avec
d'autres laboratoires de renommée internationale, pour tirer parti de ces nouvelles normes et continuer à
développer de meilleures méthodes d'étalonnage pour la gamme de produits THz de Gentec-EO.
Du fait de l'absence de référence spectrale étalonnée dans le domaine THz, il était impératif que Gentec
EO développe un nouvel absorbeur spectralement plat pour un senseur THz mis sur le marché en 2011.
Il a été démontré que nos revêtements organiques noirs et métalliques présentent des changements
importants de sensibilité dans le domaine THz et ne peuvent donc pas être utilisés en tant que référence
de longueur d'onde. Pour servir de référence valide pour les détecteurs THz, l'absorption optique doit être
mesurée avec une grande précision. Cela nécessite la mesure de la réflectance totale, tant spéculaire
que diffuse. Par ailleurs, la transmission du matériau doit être négligeable.
Actuellement, seule la réflectance spéculaire peut être mesurée dans la gamme spectrale d'intérêt, de 10
à 440 μm. Il était donc essentiel que notre nouvel absorbeur présente uniquement une réflectance
spéculaire et une réflectance diffuse négligeable. D'autre part, une absorption très élevée et constante
dans l'ensemble du domaine THz est également nécessaire du fait de l'absence de normes THz multi-
longueurs d'onde à l'échelle mondiale.
Guide d'utilisation des appareils de série THZ-D
Gentec Electro-Optics Inc. Tous droits réservés
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