Térahertz

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La bande de fréquence des térahertz désigne les ondes radioélectriques de fréquences supérieures à 300 GHz, jusqu'à 3 000 GHz. Au delà, les ondes électromagnétiques sont appelées « infra rouge », mais cette frontière n'est pas normalisée, car ce n'est qu'un changement de langage ou de technologie, et non de nature.

[modifier] Définition

Le domaine des fréquences térahertz (THz, 1 THz = $1012$ Hz) s'étend au dessus de 300 GHz, soit aux longueurs d'ondes inférieures au mm. Il est historiquement connu sous la terminologie d'infrarouge lointain mais on le retrouve également aujourd'hui sous l'appellation de rayon T. Il se situe dans le spectre électromagnétique entre l'infrarouge (domaine de l'optique) et les micro-ondes (domaine de la radioélectricité). Jusqu'ici peu exploré en raison de l'absence de sources et de détecteurs, ce domaine est aujourd'hui en plein essor.

La partie de bande inférieure à 3000 GHz est en général définie comme radioélectrique, alors que les fréquences supérieures sont en général définies comme infrarouge.

[modifier] Propriétés

Les rayonnements térahertz ont un fort pouvoir pénétrant. Ils permettent potentiellement de voir à travers de nombreux matériaux non conductible tels que (la peau, les vêtements, le papier, le bois, le carton, les plastiques…). Ils sont peu énergétiques et non-ionisant (1 THz correspond à une énergie de photon de 4,1 meV, soit sensiblement moins que l'énergie d'activation thermique à température ambiante) ce qui les rends à priori peu nocifs.

[modifier] Applications

Transmission atmosphérique en térahertz

Les térahertz sont utilisées de la même façon que les infra-rouges , en radioastronomie, en radiométrie planétaire et en sondage météo.

Les applications potentielles de ce domaine sont nombreuses et de premiers essais ont été réalisés avec succès.

En effet, l'aspect peu énergétique et non-ionisant ouvre de nombreuses possibilités basées sur les propriétés spectroscopiques particulières de ce rayonnement, utilisables en particulier dans les domaines de la médecine et de la sécurité.

Le domaine térahertz trouve d'autres applications potentielles dans le domaine des télécommunications à hauts-débits, des réseaux sans fils, des radars, de la surveillance de l'environnement, des tests biomédicaux, de la caractérisation des matériaux et des dispositifs, de la détection de gaz ou de polluants, de la lutte contre le terrorisme, de l'observation astronomique, de la sécurité, etc.

[modifier] Technologie

Le domaine des térahertz est caractérisé par des longueurs d'ondes submillimétriques, ce qui élimine tout circuit électronique classique. En fréquences basses (500 GHz), les techniques classiques de réception à changement de fréquence sont utilisées, utilisant une diode mélangeuse ultraminiature comme unique élément à cette fréquence. Aux fréquences supérieures à 1 000 GHz, les masers sont utilisés.

[modifier] Sources

Lasers à cascade quantique
Carcinotrons
Photomélange
Electronique (nano-transistors)

Il n'existe pas pour l'heure de source THz qui réponde à la fois aux critères d'intégrabilité, d'accordabilité et de faible coût. Un effort de recherche important est actuellement mené en ce sens.

[modifier] Détecteurs

Bolomètre
Corps noirs

Comme pour les sources, il n'existe pas à l'heure actuelle de détecteur THz qui réponde à la fois aux critères d'intégrabilité, d'accordabilité et de faible coût. Un effort de recherche important est actuellement mené en ce sens.

[modifier] Liens externes

v · d · m

Spectre électromagnétique (Radioélectricité)

Onde radio • Bandes de fréquences de la télévision terrestre • Spectre micro-ondes

Fréquence Longueur d’onde	9 kHz 333 Mm		400 MHz 75 cm		300 GHz 1 mm		3 THz 100 µm		405 THz 745 nm		480 THz 625 nm		508 THz 590 nm		530 THz 565 nm		577 THz 520 nm		612 THz 490 nm		690 THz 435 nm		750 THz 400 nm		30 PHz 10 nm		30 EHz 10 pm
Bandes		ondes radio		micro-ondes		térahertz		infrarouge		rouge		orange		jaune		vert		cyan		bleu		violet		ultraviolet		rayons X		rayons γ
Bandes		ondes radio		rayonnements pénétrants				infrarouge		lumière visible														ultraviolet		rayonnements ionisants