Synthèse d'ouverture en spectroscopie térahertz dans le domaine temporel pour l'imagerie 3D et la spectroscopie

Discipline

Sciences et ingénierie pour l’information

Classification

Sciences de l'ingénieur

Mots-clés libres

Imagerie térahertz, Spectroscopie térahertz, Caractérisation des matériaux, Système de spectroscopie dans le domaine temporelle, Synthèse d’ouverture, Rétroprojection, Reconstruction d’image 3D, Guide d’onde térahertz, Fibre térahertz

Mots-clés

Rayonnement terahertz - Innovation,

Imagerie tridimensionnelle

Les techniques d'imagerie et de spectroscopie térahertz offrent de vastes applications dans le contrôle non destructif ou le contrôle de qualité dans la manufacture industrielle, la pharmaceutique et la biologie, l'archéologie ou encore le monde de l’art. Pour ces applications, la technique de spectroscopie térahertz dans le domaine temporel (THz-TDS) permet une analyse sur une bande passante instantanée très large (0.1-6 THz), mais nécessite généralement de déplacer mécaniquement l’échantillon à imager dans le plan focal du faisceau THz. Le travail de cette thèse porte sur l’adaptation d’un banc THz-TDS pour l’imagerie et la spectroscopie des échantillons fixes, en se basant sur le principe d’un radar à synthèse d’ouverture (SAR), en transmission. En utilisant cette technique, on démontre une reconstruction d'image en 3D avec une résolution inférieure au millimètre de plusieurs échantillons différents. Pour remédier aux temps d'acquisition prolongés, un échantillonnage spatial lacunaire est proposé, réduisant les éléments du réseau synthétique et améliorant la vitesse d'acquisition. De plus, les données reconstruites ne sont pas uniquement utilisées pour l'imagerie mais permettent également la caractérisation des paramètres optiques matériaux (l'indice de réfraction et le coefficient d'absorption) constituant l'objet imagé dans la bande de fréquence de reconstruction. Ainsi, la technique proposée permet la cartographie spectrale 2D de l'indice de réfraction à diverses fréquences térahertz. Enfin, la méthodologie proposée est appliquée à l'imagerie de sortie de guide d'ondes térahertz, illustrant sa grande flexibilité et ses vastes domaine potentielles d’utilisation.