Le cours et les TD
1- Photométrie : rappels
2- Détection du rayonnement
3- Détecteurs thermiques 4- Détecteurs photoniques
Définition des paramètres utiles pour la caractérisation des capteurs
Deux grandes familles
5- Détecteurs pour l’imagerie
Capteurs optiques
rayonnement Photon
Élévation de température
Modification des propriétés
électriques du matériau
Création d’une
charge électrique
Capteurs qui convertissent l’énergie lumineuse en énergie électrique
Œil,
Emulsion photographique
1- Photométrie : rappels
Que mesure un photodétecteur ?
Ondes électromagnétiques
Mais 2 modes de détection
Mêmes phénomènes physiques :
interférences, diffraction,
polarisation…
Domaine radio : Mesure de l’amplitude E du champ électromagnétique
Détecteurs suffisamment rapides
Domaine optique : Mesure de la valeur efficace du champ <E²(t)> moyennée
sur le temps de réponse du détecteur
Frontière technologique : IR lointain, ondes millimétriques
Le photodétecteur mesure une énergie
1- Photométrie : rappels
Angle solide (sr)
Or
’dS’
dS’cos’
2
dS cos
dr
Etendue géométrique (m²sr)
r
SR
dASdAR
Source Récepteur
dS
dR
2SSRR
2
2RRR
2SSS
dA cos dA cos
dG r
dG dA cos d
dG dAcos d
1- Photométrie : rappels
Flux Flux énergétique : débit
d’énergie par unité de temps ou
puissance transportée par le
faisceau
Flux du vecteur de Poynting Watt
Flux photonique : débit de
photons par unité de temps Fp = Fe / hs-1
Intensité Flux émis dans une direction par
unité d’angle solide W.sr-1
Luminance Intensité par unité d’aire
apparente
La luminance se conserve lors
de la propagation (en l’absence
de pertes)
W.sr-1.m-2
Densité
spatiale de
flux
Eclairement : Densité spatiale de
flux reçu
Emittance : Densité spatiale de
flux émis
W.m-2
Energie Intégrale du flux sur une durée t W.s
Joule
2
e0
1
FS EH E
2
SS
S
dF u,v,d
I(u,v) d
SS
2SS
2
dI(x,y,z,u,v)
L(x,y,z,u,v) dA cos
d F x,y,z,u,v,d
L(x,y,z,u,v) dG
R
R
dF x,y
Ex,y dA
S
S
dF x,
y
Mx,y dA
e
QFdt
Grandeurs énergétiques
1- Photométrie : rappels
Photométrie visuelle
Impression visuelle sur un observateur moyen
Sensibilité relative de l’œil
En vision photopique
En vision scotopique
Pondération des grandeurs énergétiques par
un facteur KV()
2
1
e
VdF
FKV d
d
K=683 lm/W pour la vision diurne
max de sensibilité de l’œil à =555 nm
K’=1703 lm/W pour la vision nocturne
max de sensibilité de l’œil à =507 nm
K et K’ sont définis par rapport à la valeur de la candela
1 candela = intensité lumineuse émise dans une direction donnée, d’une source qui émet
un rayonnement monochromatique à =555 nm et dont l’intensité énergétique dans cette
direction est de 1683 W.sr-1
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