Boîtier radiométrique

Client : Agence spatiale canadienne (ASC)
Secteurs d'activité : Industrie spatiale, MEMS
Technologies : Service de fonderie - MEMS, MEMS, Détecteur bolométrique infrarouge, Mise en boîtier de MEMS

Contexte

Les capteurs microbolométriques non refroidis se prêtent bien aux applications spatiales en raison de leur robustesse, de leur faible consommation de puissance électrique, de leur faible coût et de leur faible masse. De plus, comme il s’agit de capteurs thermiques, leur domaine spectral de réponse s’étend de l’infrarouge moyen à l’infrarouge lointain, répondant ainsi aux exigences des différentes missions spatiales. Les besoins en mesure de température absolue liés aux diverses applications d’observation de la Terre par capteur infrarouge supposent de stabiliser au maximum l’environnement thermique du dispositif afin d’éviter les fluctuations de température ambiante. C’est ce que permet l’encapsulation d’un détecteur microbolométrique dans un boîtier offrant un environnement thermique d’une très grande stabilité. L’utilisation du boîtier radiométrique dans ces applications réduit la fréquence des calibrations radiométriques de même que le besoin de réguler la température du système, grâce à la stabilisation de l’environnement thermique du capteur que procure la mise en boîtier.

  • Photographie d’un boîtier radiométrique assemblé.
  • Vue 3D du boîtier radiométrique de fabrication interne.

Solution

La technologie de mise en boîtier radiométrique développée à l’INO est conçue pour être modulaire et adaptable à différents capteurs microbolométriques, ce qui permet de répondre aux exigences d’une variété d’applications. Ainsi, la plupart des pièces entrant dans la composition du boîtier sont soit commercialement disponibles, soit fabriquées à l’INO. Il nous est donc facile de mettre en boîtier différents détecteurs de manière à répondre à une variété d’exigences optiques, selon le contexte d’utilisation (p. ex. ouverture numérique, stabilité thermique, réjection de la lumière parasite, caractéristiques de la bande spectrale), et ce, sans nécessité de modifier la procédure de mise en boîtier. Une telle approche permet à l'INO d'offrir sa technologie de mise en boîtier radiométrique de qualité spatiale aux fins de différentes applications d’instrumentation spatiale.

De plus

La matrice microbolométrique IRL512 de l’INO en boîtier radiométrique a permis d’atteindre une résolution thermique de mesure (NETD) aussi faible que 23 mK :

  • Filtre à bande large centré dans la bande de longueur d'onde de 8-12 µm

  • Temps d’intégration de 140 ms

  • Optique : f/1

  • Illumination totale

Le boîtier radiométrique a été qualifié selon les environnements suivants :

  • Cyclage thermique entre -55 et +85 °C, conformément à la norme MIL-STD-810

  • Accélération aléatoire jusqu’à 14 g rms entre 20 et 2 000 Hz

  • Résistance aux chocs jusqu’à 75 g

Le boîtier offre une très faible sensibilité à la lumière parasite grâce à sa cloison de fabrication particulière.

Application

Dans le cadre du Programme de développement des technologies spatiales de l’Agence spatiale canadienne (ASC), l’INO a développé et produit un boîtier radiométrique pour son détecteur infrarouge microbolométrique (512 x 3 pixels) ce qui a permis de développer un capteur à la fois sensible, de petite taille, léger et à faible consommation de puissance électrique, une solution parfaitement adaptée aux applications d’imagerie à partir de satellites dans l’infrarouge.

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