FR2583529A1

FR2583529A1 - Structure optomecanique modulaire, a fonctions multiples, pour detecteurs de photons pouvant etre standard.

Info

Publication number: FR2583529A1
Application number: FR8508945A
Authority: FR
Inventors: Jacques Leblanc; Noel Jean Marie Coron; Gerard Dambier
Original assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Current assignee: Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Priority date: 1985-06-13
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1986-12-19
Also published as: FR2583529B1

Abstract

LA STRUCTURE SELON L'INVENTION COMPREND UN COLLECTEUR OPTIQUE TUBULAIRE COMPORTANT, ENTRE UN ORIFICE D'ENTREE2 ET UN ORIFICE DE SORTIE3, UNE PAROI INTERIEURE REFLECHISSANTE, DONT LE PROFIL EST OPTIMISE POUR INJECTER UN FLUX DE RAYONNEMENT CONCENTRE A L'INTERIEUR DE LA CAVITE D'INTEGRATION16 DE MOYENS DE FOCALISATION COUPLES, DE FACON AMOVIBLE, SUR LEDIT COLLECTEUR. A L'INTERIEUR DE LA CAVITE16 S'ETEND AU MOINS LA SURFACE SENSIBLE31 D'UN DETECTEUR DE PHOTONS30, ORIENTEE OBLIQUEMENT PAR RAPPORT A L'AXE DE REVOLUTIONXX DU COLLECTEUR1. CETTE STRUCTURE EST ADAPTABLE AUX DETECTEURS INFRAROUGES DE TYPE PHOTOVOLTAIQUE, AUX PHOTOCONDUCTEURS, AUX BOLOMETRES AINSI QU'AUX DETECTEURS DE RAYONSX A SEMI-CONDUCTEURS OU THERMIQUES.

Description

STRUCTURE OPTOMECANIQUE MODULAIRE, A FONCTIONS MULTIPLES,
POUR DETECTEURS DE PHOTONS POUVANT ETRE STANDARD.

La présente invention concerne une structure optomécanique modulaire adaptable à la plupart des détecteurs de photons et, en particulier, mais non exclusivement, aux détecteurs infrarouges de type photovoltaique, photoconducteurs ou bolomètres, ainsi qu'aux détecteurs de rayons X à semiconducteurs ou thermiques.

Elle a plus particulièrement pour but la réalisation d'une structure de ce genre comportant, à l'intérieur d'un bottier qui le protège de l'énergie venant de l'extérieur et, éventuellement, des champs magnétiques et/ou électromagnétiques parasites, un dispositif optique destiné à collecter le flux de photons à mesurer et à.le concentrer au maximum sur la partie sensible d'un capteur, tout en évitant les pertes par réflexion, et faisant aussi fonction d'échangeur thermique, avec un système cryogénique éventuel permettant de refroidir le détecteur, cette structure ayant la particularité de permettre à la fois une partie ou l'ensemble des fonctions suivantes - d'atteindre une grande efficacité optique (rendement
optique n supérieur à 0,8) tout en s'adaptant de façon
optimale au système optique éventuel situé entre ladite
structure et la source émettrice de photons - de travailler sur un grand intervalle de longueurs d'onde,
grâce à une optique pouvant être entièrement réflective - d'effectuer un filtrage optique efficace des flux parasi
tes de photons ("background"), grâce à un ou plusieurs
filtres refroidis qu'elle peut comporter à l'entrée --d'obtenir, dans un volume très réduit et avec un minimum
de poids, une suspension très rigide de 11 optique et du
détecteur par rapport au corps du cryostat, apte à résis
ter à des accélérations et à des vibrations intenses
produites, notamment, dans le cas où la structure est
embarquée dans un engin aéronautique, spatial ou aérospa
tial ; - d'obtenir une valeur déterminée (dans une gamme possible
assez large) et bien contrôlée pour la conduction thermi
que entre le corps du cryostat et le capteur (filtrage
thermique des fluctuations de température du refroidis
seur) ;; - d'assurer un ancrage thermique correct du câblage assurant
la liaison électrique entre le capteur et le circuit élec
tronique extérieur associé à ce capteur - de rendre possible l'interchangeabilité des divers élé
ments de la structure, notamment en vue de sa maintenance
ou de son adaptation à un type d'application déterminé,
sans reconstruction, par exemple, de l'élément semi
conducteur sélectionné qui est très cher.

Pour parvenir à ces résultats, l'invention propose une structure optomécanique du type susdit qui comprend - un collecteur optique se présentant sous la forme d'un
corps creux comportant un orifice d'entrée, un orifice de
sortie et une paroi intérieure optiquement réfléchissante
qui s'étend entre lesdites ouvertures et dont la forme est
au moins en partie celle d'une surface de révolution dont
le profil continu est optimisé en fonction des caractéris
tiques et, en particulier, de l'ouverture et de la section
du flux de rayonnement à mesurer au niveau de l'orifice
d'entrée, pour produire, au travers de l'orifice de
sortie, un flux de rayonnement concentré à orientations
multiples - des moyens de focalisation constitués par un corps prolon
geant le susdit collecteur au-delà du susdit orifice de
sortie, ce corps comprenant une cavité à paroi intérieure
optiquement réfléchissante faisant office de cavité
d'intégration (possibilité pour les rayons non absorbés
au premier passage sur la surface détectrice d'y etre
renvoyés), à l'intérieur de laquelle s'étend au moins la
surface sensible dudit détecteur, et un orifice d'accès à
ladite cavité du rayonnement injecté par le collecteur,
situé au droit dudit orifice de sortie.

Selon cette structure, la paroi de la cavité se présente au moins partiellement sous la forme d'une surface de révolution, dont le profil est adapté pour flaire converger, après une ou plusieurs réflexions, la fraction du flux de rayonnement provenant du collecteur et ayant échappé au détecteur, et pour faire en sorte que, seule, une fraction négligeable de ce flux puisse ressortir de la cavité.

Par ailleurs, pour éviter que la fraction du flux de rayonnement, réfléchie spéculairement par le détecteur, puisse ressortir de la cavité, la face sensible du détecteur s'étend obliquement par rapport à l'axe de révolution du collecteur.

Ainsi, grâce à la structure précédemment décrite, le détecteur pourra recueillir un maximum d'énergie du flux de rayonnement collecté et concentré dans le collecteur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le susdit collecteur comprend un corps tubulaire à fine paroi, monté sur le corps du cryostat au moyen d'une bride de fixation en matériau thermiquement conducteur, la paroi dudit collecteur étant réalisée en un matériau apte à assurer à la fois une bonne définition optique, une bonne tenue mécanique et une conduction thermique adaptée pour jouer le rôle d'un filtre thermique qui participe au refroidissement du détecteur et des moyens de focalisation.

Avantageusement, la susdite bride de fixation sert également de support à un filtre optique froid comprenant une fenêtre en matériau convenable monocristallin ou autres et une pièce de liaison présentant une bonne tenue mécanique et thermique.

En outre, cette bride de fixation peut être électriquement isolée du corps du cryostat au moyen d'un isolant tel que, par exemple, une rondelle isolante.

Comme précédemment mentionné, le détecteur utilisé dans la structure selon l'invention peut être logé entièrement à l'intérieur de la cavité focalisante ou ne comprendre seulement que sa surface sensible exposée aux rayonnements pénétrant dans ladite cavité.

Ainsi, dans le premier cas, la cavité peut présenter une paroi intérieure sphérique centrée sur l'axe de révolution du collecteur, avec une portion conique coaxiale, située du côté opposé au susdit orifice d'accès.

Le détecteur peut alors avantageusement consister en un bolomètre du type de ceux décrits dans le brevet FR 75 36103 déposé le 26 Novembre 1975, au nom de Jacques Leblanc et le brevet FR 75 36104 déposé le 26 Novembre 1975, au nom de
Gérard Dambier et, en particulier, un bolomètre comprenant un corps semi-conducteur comportant une région centrale constituant le cristal thermistor, prolongée par des régions dont la surface comporte une couche conductrice assurant les connexions électriques entre ledit cristal et le circuit extérieur de mesure.Ce corps semi-conducteur est fixé, par exemple, par l'intermédiaire de poutres rigides en cuivre ou en or soudées à des pastilles isolantes électriquement et bonnes conductrices thermiques, par exemple en quartz, en saphir ou en diamant, métallisées sur leurs deux faces solidaires de la paroi de la cavité et sur lesquelles peuvent être soudés les fils de liaison au circuit de mesure. En outre, le cristal thermistor porte, en général, un substrat (ou bouclier) thermique revêtu d'un absorbant.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la cavité focalisante comprend, du côté opposé à son orifice d'accès, une ouverture contre laquelle est appliquée la surface sensible du détecteur, le corps ou le support du détecteur ainsi que son environnement étant alors situés à l'extérieur de la cavité. Dans ce cas, le corps des moyens de focalisation porte un élément tubulaire qui s'étend au-delà de ladite ouverture, et dans lequel vient se loger le détecteur. Celui-ci est alors solidaire d'une pièce de support, de préférence tubulaire, apte à s'engager par coulissement dans ledit élément tubulaire, de manière à assurer le centrage et la fixation du détecteur par rapport à la susdite ouverture. L'élément tubulaire peut être refermé par un fond amovible qui assure le verrouillage en position de ladite pièce de support et dudit détecteur.

De préférence, l'élément tubulaire est réalisé en une matière thermiquement conductrice jouant le rôle de conducteur équipotentiel autour du détecteur.

Dans tous les cas, le montage du collecteur sur les moyens de focalisation peut être avantageusement un montage amovible.

A cet effet, les corps du collecteur et des moyens de focalisation peuvent présenter, au niveau du raccordement, deux collets respectifs pouvant être solidarisés l'un à l'autre au moyen d'un collier de serrage.

Par ailleurs, le blindage magnétique du détecteur peut être assuré par un boîtier extérieur à fine paroi, par exemple, en mumétal qui enferme la partie sensible de la structure et est lié à la susdite pièce de fixation du collecteur au corps du cryostat.

Des modes de réalisation de l'invention seront décrits ciaprès, à titre d'exemples non limitatifs, avec référence aux dessins annexés dans lesquels
La figure 1 est une coupe axiale schématique d'une
structure optimisée pour détecteur infrarouge stan
dard monté dans un boîtier de type "flat-pack"
La figure 2 est une coupe axiale schématique d'un
bolomètre intégré dans une structure optimisée selon
l'invention.

I1 convient de noter tout d'abord que les structures telles que celles représentées sur les figures 1 et 2 sont destinées à venir se monter sur le corps d'un réfrigérateur ou d'un cryostat tel que, par exemple, ceux qui se trouvent décrits dans le brevet FR 77 36217 déposé le 25 Novembre 1977, aux noms de Messieurs Dambier et Leblanc.

Un tel cryostat se compose, d'une façon connue en soi, d'une cuve contenant le cryogène, par exemple de l'hélium ou de l'azote liquide, suspendue à l'intérieur d'une enceinte dans laquelle on a fait le vide.

La structure selon l'invention peut alors être disposée dans l'espace sous vide compris entre ladite cuve et ladite enceinte et être thermiquement ancrée par l'intermédiaire d'une pièce ad hoc bonne conductrice thermique sur une paroi, par exemple le fond de la cuve.

Ainsi, dans la suite de la description, l'expression "corps du cryostat" pourra s'appliquer aussi bien à la paroi de la cuve qu'aux pièces utilisées pour assurer ledit ancrage thermique.

Dans l'exemple représenté sur la figure 1, la structure est plus particulièrement adaptée pour recevoir, par exemple, un détecteur infrarouge standard.

Elle comprend un collecteur optique formé d'un élément tubulaire à paroi mince de profil hyperbolique 1 qui présente perpendiculairement à son axe de révolution XX', un orifice d'entrée 2 du flux de rayonnement infrarouge et un orifice de sortie 3 de diamètre inférieur à celui de l'orifice d'entrée.

Dans le cas où la structure est montée dans l'espace sous vide d'un cryostat du type susdit, ce collecteur est disposé de manière à ce que son orifice d'entrée 2 soit placé au droit et coaxialement, soit directement à une fenêtre prévue dans l'enceinte, éventuellement équipée d'un dispositif optique, soit à une optique de reprise intermédiaire, intérieure ou extérieure.

Le montage du collecteur sur le corps 3 du cryostat est assuré au moyen d'une bride consistant en une pièce coronale 4 dont la zone périphérique extérieure vient se fixer sur le corps 3 au moyen de vis 5 et d'un ensemble de rondelles 6 et de tubes isolants électriques 7 et non thermiques.

Une rondelle isolante 6' (facultative) peut être prévue pour assurer l'isolement électrique entre la structure et le cryostat.

Cette pièce coronale 4 comprend une zone périphérique interne manchonée 8 dont la surface intérieure est conformée de manière à venir épouser la surface extérieure du collecteur dans une zone voisine de l'orifice d'accès 2.

La fixation de cette pièce coronale 4 sur le collecteur peut être réalisée par soudure ou par collage.

Dans cet exemple, la pièce coronale 4 sert également à assurer la fixation d'un filtre froid 10 monté entre un rebord 11 d'une pièce tubulaire 12 qui vient s'engager et est fixée par vissage sur la partie manchonée 8 et une bride de maintien 13 posée sur la tranche du collecteur entourant l'orifice d'entrée 2.

Le collecteur comprend par ailleurs, au niveau de orifice de sortie 3, un collet 14 servant à assurer un montage amovible des moyens de focalisation.

Ces moyens de focalisation comprennent un corps 15 dans lequel est formée une cavité focalisante 16 comportant un orifice d'accès 17 au diamètre de l'orifice de sortie et entourée d'un collet 18 destiné à venir s'appliquer contre le collet 14 du collecteur. La fixation du collecteur sur le corps 15 est assurée au moyen d'un collier 19 présentant un profil intérieur en forme de V qui vient en prise sur les collets 14, 18 en provoquant leur serrage et leur solidarisation.

A partir de l'ouverture 17, la cavité 16 comprend une partie sphérique 20 prolongée par une partie cylindrique 21 orientée obliquement par rapport à l'axe de symétrie de l'orifice d'accès 17 (confondu avec l'axe XX'). Cette partie cylindrique 21 présente, du côté opposé à 11 orifice d'accès 17, une ouverture circulaire 22 qui s'étend dans un plan de section droite, par conséquent obliquement par rapport à l'axe XX'.

Sur la partie du corps 15 bordant cett-e ouverture 22 est soudée la paroi supérieure 23 d'une enceinte cylindrique 24, réalisée en une matière à forte conduction thermique qui s'étend coaxialement au collecteur et assure ainsi une conduction thermique équipotentielle. Cette paroi supérieure 23 présente un évidement situé au droit de l'ouverture 22.

L'enceinte 24 comprend par ailleurs, du côté opposé à la paroi 23, une ouverture circulaire pouvant être refermée par un fond amovible 25 dont la fixation peut être assurée grâce à des pattes rabattues 26 prolongeant la jupe cylindrique 27 de l'enceinte 24.

A l'intérieur de cette enceinte 24 est introduite, par coulissement, une pièce support amovible 28 dont la forme cylindrique et les dimensions extérieures correspondent à celles de la surface intérieure de l'enceinte 24.

Sur la paroi supérieure 29 de cette pièce de support 28 qui vient en butée contre la paroi supérieure 23 de l'enceinte 24 est monté un détecteur infrarouge 30 dont la surface sensible 31, délimitée par un diaphragme 32, est placée de manière à venir occulter l'ouverture de la cavité de focalisation 21.

Cette pièce de support 28 est munie d'un tube transversal 33 servant à sa manipulation (introduction/extraction) et est maintenue fixement, à l'intérieur de l'enceinte, grâce au fond amovible 25. La fixation du tube 33 sur la pièce 28 peut s'effectuer par brasure.

D'une façon plus précise, le collecteur est réalisé en un matériau optimisé pouvant être composite avec des revêtements ad hoc permettant à la fois d'obtenir - à partir du profil d'un noyau qui sert de matrice de réfé
rence, une surface intérieure présentant une excellente
définition optique, - une bonne tenue mécanique, permettant notamment au collec
teur d'assurer, sans se déformer, le rôle de suspension
rigide et indéformable des moyens de focalisation et du
détecteur, apte à résister aux effets d'accélérations
intenses et/ou de vibrations, - une conduction thermique adaptée pour faire en sorte que
la partie du collecteur, qui s'étend entre la pièce coro
nale de support 4 et les moyens de focalisation, joue le
rôle d'un filtre thermique qui a pour but d'affranchir le
détecteur 30 (qui peut y être très sensible) des fluctua
tions thermiques du cryostat (amortisseur thermique).

Dans cet exemple, le détecteur infrarouge 30 utilisé se présente sous la forme d'un support de circuit intégré dont l'embase comprend une partie annulaire 33 munie d'un fond 34 rapporté ou venu de matière.

Ce fond 34 porte, dans le volume délimité par la partie annulaire, un cristal détecteur 35 monté sur un support bon conducteur thermique et de coefficient de dilatation ad hoc 36. Ce cristal détecteur comprend, du côté opposé au fond, une partie sensible 31 portant des plages métallisées connectées par des liaisons électriques aux fils d'un câble de liaison électrique.

Ainsi, par exemple, cette surface sensible 31 peut comprendre deux plages métallisées connectées à une source de courant et deux autres plages métallisées sur lesquelles on mesure la tension (méthode courant/tension).

L'embase de circuit intégré est partiellement refermée, du côté opposé au fond, par le diaphragme 32 dont l'ouverture est située au droit de la partie sensible 31 du cristal détecteur.

Une plaquette fine 38 au profil elliptique et soudée en périphérie sur la jupe cylindrique de la pièce de support 28, réalise la liaison mécanique et thermique avec, d'une part, le circuit intégré et, d'autre part, sur sa seconde face, la liaison thermique avec le circuit électrique, au moyen de quatre petits quartz parallélépipédiques 39 métallisés sur leurs faces opposées et assemblés par soudure tendre : sur chacun de ces quartz 39 vient se souder un conducteur 40 relié à une plage conductrice de la partie sensible 31 et à un fil 41 correspondant du câble 42.

Avantageusement, la plaquette 38 est réalisée en un matériau par exemple en ferronickel qui présente le même coefficient de dilatation que l'embase du circuit intégré.

De même, les fils 41 du câble 42 sont de préférence blindés et sont réalisés en des matériaux à faible conduction thermique.

Ce câble 42 peut passer comme représenté par des orifices respectivement prévus dans la pièce coronale 4, ainsi que dans les parois supérieures 23, 29 de l'enceinte 24 et de la pièce de support 28.

Le blindage magnétique du détecteur est assuré par un boîtier extérieur 44 à fine paroi en mumétal qui enferme partiellement le collecteur, les moyens de focalisation, l'ensemble du détecteur 30 et de ses liaisons électriques.

Ce bottier 44 vient se fixer sur la pièce coronale 4 qui supporte le collecteur.

Sur la figure 1, on a représenté le flux infrarouge à détecter par une série de rayons d'angle maxima + e à l'axe XX' du collecteur et par des rayons parallèles à l'axe XX'.

Dans cet exemple, les rayons centraux viennent directement frapper la face sensible 31 du détecteur 30. Du fait de l'inclinaison de cette face sensible 31 par rapport à l'axe du collecteur, ces rayons sont partiellement réfléchis sur la paroi de la cavité focalisante 16 qui, à son tour, les renverra à nouveau sur la face 31. I1 se créera donc un phénomène de réflexions multiples tendant à ramener les faisceaux sur la face 31.

Les rayons latéraux du flux infrarouge viennent, quant à eux, frapper la paroi interne du collecteur et sont réfléchis en direction de la cavité focalisante 16 à l'intérieur de laquelle, par un processus de réflexions multiples similaire, ils seront ramenés sur la face sensible 31 du détecteur 30.

Le profil optique du collecteur 1 est calculé de telle manière que tous les rayons utiles (angles d'inclinaison compris entre - e et + e) sont réfléchis après une ou plusieurs réflexions vers la cavité 16 après avoir traversé l'orifice 3.

Autrement dit, la cavité focalisante 16 a pour but de concentrer le rayonnement provenant du collecteur sur la face sensible du détecteur et de récupérer une très grande partie du rayonnement qui n'est pas absorbé à sa première rencontre avec la surface sensible du détecteur. I1 s'agit donc d'un véritable piège à rayonnement.

On notera qu'un avantage de la structure précédemment décrite réside dans l'accessibilité du câblage du détecteur 30 ainsi que dans la facilité du montage et d'extraction de l'ensemble pièce de support 28/détecteur 30.

Un autre avantage important de cette structure découle de sa modularité permettant par exemple une sélection séparée du détecteur (très cher) et son adaptation optique à la demande.

En effet, il devient possible de prévoir un assortiment de collecteurs, de moyens de focalisation et de détecteurs présentant des propriétés différentes mais possédant des moyens d'assemblage compatibles.

La structure peut donc être facilement adaptée à une multiplicité d'applications à partir de détecteurs relativement standard et d'atteindre des efficacités supérieures à 0,8 à partir de détecteurs d'efficacité 0,2 à 0,4,-par exemple.

La figure 2 illustre un mode d'adaptation de la structure selon l'invention aux détecteurs bolométriques.

Cette structure fait intervenir un collecteur 1 monté sur le corps 3 d'un cryostat, par l'intermédiaire d'une pièce support coronale 4, d'une façon analogue à celle précédemment indiquée.

De même, ce collecteur 1 est assemblé à des moyens de focalisation grâce à un système de collets 14-18 et de collier 19 similaire à celui précédemment décrit.

Dans cet exemple, les moyens de focalisation comprennent un corps massif réalisé en deux parties 50, 51 vissées l'une à l'autre, à l'intérieur duquel est formée une cavité d'intégration de forme sphérique 52 centrée sur l'axe de symétrie
XX' du collecteur 1.

Cette cavité 52 comprend en outre, dans une zone diamétralement opposée à l'orifice de sortie 54 du collecteur 1 (et à son orifice d'accès), une partie conique 55 coaxiale au collecteur 1.

A l'intérieur de cette cavité 52 est disposé un capteur bolométrique formé d'un élément semi-conducteur comportant une région centrale constituant le cristal détecteur 56, prolongé par des régions fixées par leurs extrémités sur le corps 50, 51 et dont la surface comporte une couche conductrice continue constituant les éléments de liaison électriques entre le cristal 56 et les fils de connexion du câble électrique 42. Ce capteur bolométrique comporte en outre un substrat thermique ou bouclier absorbant 57, de forme circulaire, lié thermiquement au cristal détecteur 56 et qui s'étend obliquement par rapport à l'axe de symétrie XX' du collecteur.

Le principe d'un tel capteur bolométrique se trouve exposé dans les brevets FR 75 36103 et FR 75 36104 précédemment cités et ne sera donc pas décrit à nouveau.

Toutefois, l'originalité de cette structure réside dans le fait que grâce à l'oblicité du bouclier thermique 57 et à la forme sphérique de la cavité 52, les rayons réfléchis par le bouclier 57 reviendront sur celui-ci par un phénomène de réflexions multiples. Seule une fraction négligeable de ces rayonnements, considérablement atténuée par les réflexions, ne pourra ressortir de la cavité 52.

En outre, la fraction du rayonnement passant au travers du bouclier 57 (par transmission) sera réfléchie, dans plusieurs directions, par la partie conique 55 sur la paroi sphérique avec une incidence appropriée pour amorcer le processus de réflexions multiples précédemment décrit.

I1 convient de noter que l'invention ne se limite pas à un type de profil particulier de la surface intérieure du collecteur 1 et de la cavité focalisante 16, 52.

En effet, le profil de la surface intérieure du collecteur 1 pourra être adapté aux caractéristiques du faisceau de rayonnement à détecter et de l'optique associée à la structure. La surface intérieure du collecteur 1 pourra, en particulier, comprendre une succession de portions de surface présentant chacune un profil d'un type différent, par exemple conique, parabolique ou elliptique. Par ailleurs, dans ce cas, le collecteur pourra comprendre un ou plusieurs filtres optiques situés, de préférence, au niveau de la jonction entre deux portions de surface consécutives.

De même, la cavité pourra présenter un profil adapté à la forme du collecteur 1 et à la nature du détecteur utilisé.

Claims

Revendications de brevet

1. Structure optomécanique modulaire, à fonctions multiples, et adaptable à un détecteur de photons pouvant être standard, caractérisée en ce qu'elle comprend - un collecteur optique (1) se présentant sous la forme d'un

corps creux comprenant un orifice d'entrée (2), un orifice

de sortie (3) et une paroi intérieure optiquement réflé

chissante qui s'étend entre lesdites ouvertures (2, 3) et

qui se présente sous la forme d'une surface de révolution

dont le profil continu est optimisé en fonction des carac

téristiques et, en particulier, de l'ouverture et de la

section du flux de rayonnement à mesurer pour produire, au

travers de l'orifice de sortie (3), un flux de rayonnement

concentré à orientations multiples ;; - des moyens de focalisation constitués par un corps (15)

apte à venir se monter sur ledit collecteur (1) au niveau

du susdit orifice de sortie (3), ce corps (15) comportant

une cavité (16) à paroi optiquement réfléchissante faisant

office de cavité d'intégration, à l'intérieur de laquelle

s 'étend au moins la surface sensible (31) dudit détecteur

(30), et un orifice d'accès (17) à ladite cavité situé au

droit dudit orifice de sortie (3) en ce que la paroi de cette cavité (16) se présente au moins partiellement sous la forme d'une surface de révolution dont le profil est adapté pour faire converger, après une ou plusieurs réflexions, la fraction du flux de rayonnement provenant du collecteur (1) et ayant échappé au détecteur (30), et pour faire en sorte que, seule, une fraction négligeable de ce flux puisse ressortir de la cavité (16), et en ce que la surface sensible (31) du détecteur (30) s'étend selon un plan oblique par rapport à l'axe de révolution (XX') du collecteur.

2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que le susdit collecteur (1) comprend un corps tubulaire à fine paroi, monté sur le corps (3) d'un moyen de refroidissement tel qu'un réfrigérateur ou un cryostat au moyen d'une bride de fixation (4) en matériau thermiquement conducteur, la paroi dudit collecteur (1) étant réalisée en un matériau apte à assurer à la fois une bonne définition optique, une bonne tenue mécanique et une conduction thermique adaptée pour jouer le rôle d'un filtre thermique.

3. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que la susdite bride de fixation (4) est isolée électriquement du corps (3) par une rondelle isolante (6').

4. Structure selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'elle comprend un filtre optique (10) disposé au droit de l'orifice d'entrée (2) du collecteur (1) et monté sur la bride de fixation (4) par l'intermédiaire d'une pièce de liaison (12).

5. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend un blindage magnétique constitué par un boîtier extérieur (44) à fine paroi monté sur ladite bride (4), qui enferme partiellement le collecteur (1), les moyens de focalisation et l'ensemble du détecteur (30) et de ses liaisons électriques.

6. Structure selon l'une des revendications précédentes, adaptable à un détecteur se présentant sous la forme d'un circuit intégré présentant une face sensible, caractérisée en ce que la cavité (16) des moyens de focalisation comprend, du côté opposé à son orifice d'accès (17), une ouverture (22) située dans un plan oblique par rapport à l'axe de symétrie dudit orifice d'accès (17) et contre laquelle est appliquée la face sensible (31) du détecteur (30).

7. Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que le corps des susdits moyens de focalisation porte un élément tubulaire (24) qui s'étend au-delà de ladite ouverture (22) et dans lequel est logé le susdit détecteur (30).

8. Structure selon la revendication 7, caractérisée en ce que le susdit élément tubulaire (23) est réalisé en une matière à forte conduction thermique.

9. Structure selon l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que le détecteur (30) est solidaire d'une pièce de support tubulaire (28), apte à s'engager par coulissement dans ledit élément tubulaire (23).

10. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément tubulaire (23) est refermé par un fond amovible (25) qui assure le verrouillage en position de ladite pièce de support (28) et dudit détecteur (30).

11. Structure selon l'une des revendications 6 à 10, caractérisée en ce que le susdit détecteur (30) est un détecteur à rayonnement infrarouge.

12. Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le susdit détecteur (56, 57) est monté à l'intérieur de la cavité (52) des moyens de focalisation.

13. Structure selon la revendication 12, caractérisée en ce que le susdit détecteur est un capteur bolométrique comprenant un corps semi-conducteur, dont la région centrale, constituant le cristal détecteur (56), est prolongée par des régions dont les extrémités sont fixées sur le corps des moyens de focalisation, et dont la surface comporte des couches conductrices assurant les connexions électriques entre ledit cristal et le circuit extérieur de mesure, et en ce que le cristal détecteur (56) porte un substrat thermique (57) qui s'étend obliquement par rapport à l'axe de symétrie de l'orifice d'accès de ladite cavité (52).

14. Structure selon l'une des revendications 12 et 13, caractérisée en ce que la susdite cavité (52) présente une forme sphérique avec, du côté opposé au susdit orifice d'accès, une portion conique (55).

15. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de focalisation sont montés de façon amovible sur le collecteur au moyen d'une liaison mécanique déconnectable faisant intervenir un collier (19) coopérant avec deux collets (14, 18) respectivement prévus sur ledit collecteur (1) et sur lesdits moyens de focalisation au niveau de la zone de jonction.

16. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la liaison électrique entre le susdit détecteur est assurée au moyen d'un câble électrique (42) dont les fils (41), de préférence blindés, sont réalisés en des matériaux à faible conduction thermique.

17. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface intérieure du collecteur (1) comprend une succession de portions de surface présentant chacune un profil de type différent.

18. Structure selon la revendication 17, caractérisée en ce que le collecteur (1) comprend un ou plusieurs filtres optiques situés, de préférence, au niveau de la jonction entre deux portions de surface consécutives.