Les caméras térahertz vont gagner en flexibilité et en polyvalence. Une équipe de chercheurs de l’Institut de technologie de Tokyo (Tokyo Tech) a mis au point un nouveau type de capteurs térahertz dédié aux opérations de contrôle non destructif. Placés sur un support flexible, facilement redimensionnables et capables de fonctionner en réseau, ces capteurs peuvent être utilisés pour examiner des objets aux formes complexes, dont certaines zones peuvent échapper aux caméras standards. Ces travaux ont été publiés fin janvier dans la revue Advanced Functionnal Materials.
Capables de détecter des ondes dont la fréquence se situe entre 300 GHZ et plusieurs milliers de GHz – soit une plage se situant entre les infrarouges et les micro-ondes- les caméras térahertz sont des dispositifs prometteurs dans le domaine du contrôle non destructif. Ces ondes peuvent en effet pénétrer un grand nombre de matériaux, sans nécessiter de mesures de protections particulières comme avec les micro-ondes ou les rayons X.
Réduire le récepteur
Cette propriété permet à ces caméras d’être potentiellement déployées directement sur les chaines de production industrielles pour contrôler « en ligne » l’intérieur des pièces. Elles peuvent aussi être placées sur le terrain, pour vérifier le fonctionnement interne des systèmes IoT de certaines installations, sans endommager ces dispositifs.
Une caméra se compose de trois parties : une source d’émission, un composant optique pour mettre en forme le faisceau et un capteur/récepteur. Ces éléments peuvent être, dans une certaine mesure, miniaturisés pour faciliter leur intégration. Cependant, les récepteurs actuellement utilisés sont volumineux et rigides. Ils ne peuvent pas être configurés pour s’adapter à la géométrie des pièces à contrôler. Un problème selon les chercheurs, car dans le cas de pièces complexes, certaines zones peuvent se situer en dehors du récepteur et ne peuvent donc pas être explorées.
Une structure en nanotubes de carbone
L’équipe du Tokyo Tech a mis au point un réseau de capteur qui se présente sous la forme d’une feuille polymère souple, contenant une structure en nanotubes de carbones (NTC) – un matériau sensible aux ondes Térahertz et possédant une bonne résistance, ainsi qu’une bonne flexibilité. Le support est constitué d’un polyimide (PI), préalablement microstructuré au moyen d’un laser. De petites entailles à la surface du film forment un motif.
Une solution contenant les NTC en suspension est ensuite filtrée à travers le film et une membrane filtrante par un procédé d’aspiration. Après séchage, les NTC se retrouvent coincés dans les entailles du motif dessiné au laser. Des électrodes métalliques sont également fabriquées sur le substrat souple au moyen d’une technique d’évaporation.
Adapter le capteur à la géométrie de la pièce
Ce procédé permet de produire sur le film de nombreux petits capteurs à ondes térahertz, pouvant fonctionner en réseau. Ils peuvent découpés et ré-agencés pour s’adapter aux géométries complexes.
Selon les chercheurs, il s’agit d’une avancée significative pour permettre l’utilisation de ces caméras dans des endroits jusqu’alors inaccessibles. Ce procédé ouvre la voie à des systèmes de contrôle non destructif plus performants, notamment pour vérifier le fonctionnement de pièces à la géométrie complexe.
