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Mardi 15 juillet 2025
L’imagerie dans le domaine de l’infrarouge à ondes courtes (SWIR – Short-Wave Infrared) a longtemps été utilisée dans des domaines comme la biologie, la défense ou certaines applications industrielles. Face à une demande croissante de systèmes de caméras capables de voir au-delà de la vision humaine, les ingénieurs se sont tournés vers des longueurs d’onde situées au-delà du spectre visible (VIS). Le spectre infrarouge, qui s’étend de 750 nm à 12 000 nm, est généralement divisé en deux grandes catégories :
Contrairement aux capteurs thermiques qui détectent la lumière émise naturellement par un objet, les capteurs NIR et SWIR détectent la lumière réfléchie par celui-ci. La bande de 900 à 2500 nm est particulièrement intéressante, car l’éclairement ambiant et la radiance de fond émis par les étoiles la nuit constituent une source naturelle de lumière SWIR. Cela permet d’obtenir des images à contraste élevé même dans l’obscurité. De plus, les particules d’eau deviennent transparentes dans le SWIR, supprimant ainsi une limite majeure des systèmes fonctionnant uniquement dans le visible.
Des usages de plus en plus variés Grâce aux avancées constantes en matière de capteurs, matériaux et procédés de fabrication, les caméras SWIR sont aujourd’hui utilisées dans de nombreux nouveaux domaines :
Certaines applications bénéficient des nouveaux capteurs capables d’imager simultanément le visible et le SWIR (par exemple de 400 nm à 1700 nm), tout en offrant des résolutions de plus en plus élevées (SXGA, VGA) avec des pas de pixel de seulement 5 µm. Cependant, pour favoriser une adoption plus large de l’imagerie SWIR, la réduction du coût global du système est essentielle. Il ne suffit pas que le capteur soit capable de couvrir les bandes VIS et SWIR : le reste du système, notamment l’objectif, doit lui aussi évoluer. L’optique doit non seulement suivre, mais conduire cette innovation, afin de permettre une couverture spectrale étendue et ouvrir la voie à de nouvelles applications et industries.
Quel impact sur la conception et la fabrication des objectifs ? Le choix des matériaux et les méthodes de conception doivent être adaptés aux longueurs d’onde spécifiques utilisées. L’approche de conception et d’optimisation est également différente. Sunex bénéficie d’une longue expérience dans la conception hyperspectrale, garantissant des performances constantes sur un large spectre. Qu’il s’agisse d’optiques VIS uniquement, VIS+NIR, VIS+SWIR ou SWIR seul, une attention particulière doit être portée aux revêtements anti-reflets : AR (Anti-Reflection) ou BBAR (Broad-Band Anti-Reflection), afin de maximiser la transmission optique de l’ensemble du système. Le développement et la fabrication nécessitent souvent des équipements spécifiques (par exemple, des bancs de mesure MTF et de transmission adaptés au SWIR), une expertise particulière pour les tests de lumière parasite (straylight) et des techniques de revêtement avancées. Pour obtenir des objectifs SWIR haute performance, il faut viser une haute MTF, un rapport d’ouverture faible (F/#) et de faibles aberrations. Les performances exactes sont déterminées par les besoins spécifiques de l’application, le choix du capteur et les exigences du client final. Crédit contenu SUNEX |
