Le projet SPUD (Single Photon Upconversion Detection) est mené par le Centre Fraunhofer de photonique appliquée (CAP), en collaboration avec Covesion Ltd et financé par le programme ETP (Enabling Technologies Programme) de l'Agence spatiale britannique (UKSA). Il vise à développer un système d'imagerie SPUD (Single Photon Upconversion Detection) à haut rendement dans l'infrarouge moyen, exploitant la technologie de guide d'ondes en niobate µm à polarisation périodique (PPLN) de Covesion Ltd., et étendant ainsi ses capacités aux longueurs d'onde de l'infrarouge moyen, jusqu'à la limite de transparence du matériau de 5 µm.
Le projet SPUD se concentre sur trois objectifs clés :
- Développement de guides d'ondes PPLN : Conception de guides d'ondes supportant les longueurs d'onde MIR pour une conversion ascendante efficace.
- Conception d'un système de conversion optique ascendante : Mise en place d'un système de conversion de fréquence ascendante à haut rendement.
- Démonstration de l'imagerie par conversion ascendante : validation des performances du système grâce à une imagerie haute fidélité.
Les critères de réussite du projet reposent sur la fidélité de l'image, la portée de la capture d'image et le temps d'acquisition, garantissant ainsi que le système puisse être développé ultérieurement pour répondre aux exigences rigoureuses des applications spatiales.
Les technologies de détection MIR actuellement utilisées, telles que les capteurs HgCdTe, présentent des défis, notamment une faible efficacité de détection, un niveau de bruit élevé et la nécessité d'un refroidissement cryogénique. L'approche de conversion ascendante de SPUD transforme la lumière MIR en spectre visible/proche infrarouge (NIR) à quelques µm , une transition qui offre plusieurs avantages grâce à l'utilisation de la technologie dectoéprouvée déjà développée à ces longueurs d'onde plus courtes
- Efficacité de détection accrue : réduction du bruit et amélioration du rapport signal/bruit.
- Résolution temporelle plus rapide : idéale pour des applications telles que le LIDAR de précision et la télédétection.
- Élimination du refroidissement cryogénique : un cto pour les applications spatiales, réduisant le poids et la consommation d' µm .
L'imagerie et la détection MIR sont cruciales pour un large éventail d'applications, notamment l'observation de la Terre et la surveillance environnementale, permettant la détection des émissions de gaz à effet de serre et des rejets de substances dangereuses.
La détection dans l'infrarouge moyen (MIR) trouve également des applications dans les communications optiques, exploitant la fenêtre de transmission atmosphérique MIR pour une efficacité de communication accrue. Pour le LIDAR et l'imagerie 3D, une détection améliorée dans la région spectrale de l'infrarouge moyen offre une pénétration supérieure à travers la fumée et le brouillard, renforçant ainsi les capacités de détection.
SPUD représente une avancée majeure dans la détection et l'imagerie infrarouge moyen, offrant une alternative novatrice aux technologies de capteurs existantes. Fruit de la collaboration entre l'institut Fraunhofer CAP et Covesion, ce projet ouvre la voie à des solutions performantes et économiques pour les sciences spatiales, la surveillance environnementale et d'autres domaines. Fort de son potentiel de commercialisation et de ses progrès technologiques continus, SPUD est destiné à redéfinir le paysage de l'imagerie et de la détection infrarouge moyen.
Le projet s'étend sur 13 mois et débutera en septembre 2023.
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