Bolometres supraconducteurs a haute t c : etude des parametres electromagnetiques, thermiques et electriques en infrarouge moyen et en ondes submillimetriques

par ALAIN GAUGUE

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Alain Kreisler.

Soutenue en 1998

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Ce memoire presente une application des supraconducteurs a haute temperature critique a la detection d'un rayonnement en infrarouge moyen (10 micrometre) et en ondes submillimetriques (de 20 micrometre a 1 millimetre). La premiere partie decrit la conception et la realisation de bolometres a transition resistive pour l'infrarouge moyen. Les dispositifs etudies et realises sont des demonstrateurs physique plutot que de veritables detecteurs. Ils possedent des geometries simples et sont constitues de films d'ybacuo deposes sur des substrats de zircone polycristalline stabilisee a l'yttrium, ou de mgo. La modelisation thermique de tels dispositifs, tenant compte a la fois du film et du substrat, a permis de predire leur comportement frequentiel. Enfin, en vue d'optimiser les performances du detecteur bolometrique, nous decrivons une modelisation electrique montrant l'importance des termes non lineaires, en particulier les dependances de la resistance du film supraconducteur en fonction de la temperature et du courant. Parallelement a ces modelisations, nous detaillons le dimensionnement d'un preamplificateur cryogenique specifique pour ces capteurs. L'etude d'un detecteur bolometrique large bande pour le domaine submillimetrique constitue la seconde etape de ce travail. Le detecteur est constitue d'une antenne planaire associee a une lentille dielectrique pour capter le rayonnement et d'un micropont en ybacuo constituant le microbolometre pour detecter l'effet thermique qui en resulte. Une telle structure permet d'allier a la fois rapidite et sensibilite. Les resultats experimentaux obtenus en termes de temps de reponse (inferieur a 1 ms) et de reponse frequentielle (frequence a la puissance 1/4), sont prometteurs. Nous terminons ce memoire par une etude preliminaire sur les bolometres fonctionnant en mode heterodyne, en mettant l'accent sur les bolometres a electrons chauds.


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Informations

  • Détails : 230 p.
  • Annexes : 342 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1998
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