L’objectif du projet porté par NEW IMAGING TECHNOLOGIES (NIT) en partenariat avec SAFRAN Electronics and Defense (SED), était de développer un capteur infrarouge SWIR haute résolution performant et abordable. 

L'intégration du SWIR (Short-Wave InfraRed) aux systèmes d'observation terrestres, maritimes et aéroportés offre un gain de visualisation significatif, notamment lorsqu'ils complètent nos systèmes actuels, permettant ainsi d'observer dans des environnements difficiles tels que le brouillard marin, la poussière, la fumée, la pollution, la pluie ou les turbulences. Elles permettent également d’avoir une visualisation et une capacité d’identification étendue du fait de la meilleure transmission atmosphérique dans cette voie. De plus, elles offrent un contraste d’objets avantageux par rapport au visible du fait des albedos spécifiques dans cette longueur d’onde.
L’objectif de ce projet est de développer le premier capteur SWIR utilisant la technologie InGaAs, avec une taille de pixel de 8 µm.

Qu’est-ce que la technologie InGaAs ?
InGaAs est l'abréviation de "Indium Gallium Arsenide". C'est un matériau semi-conducteur composé d'Indium (In), de Gallium (Ga) et d'Arsenic (As), très sensible aux longueurs d'onde du spectre infrarouge proche (SWIR). Cela signifie qu'il peut convertir efficacement la lumière invisible dans cette gamme en signaux électriques, permettant ainsi la création de capteurs SWIR performants. Ses principales caractéristiques sont les suivantes : 

- Haute sensibilité : InGaAs détecte faiblement les signaux SWIR, permettant une meilleure image même dans des conditions de faible luminosité.
- Grande plage spectrale : Il couvre une large bande du spectre SWIR, offrant une flexibilité d'utilisation.
- Rapidité de réponse : InGaAs réagit rapidement aux changements de lumière, permettant des images fluides et précises.

Ces caractéristiques font de InGaAs un matériau clé pour la fabrication de capteurs SWIR performants et polyvalents, utilisés dans de nombreuses applications, de la vision nocturne à l'analyse industrielle.

Quelles sont les caractéristiques du projet ?
L’objectif est d’apporter une solution adaptée en termes de performance, de résolution et de coûts pour l’intégration dans les systèmes militaires d’observation, mais également dans les applications civiles, notamment l’inspection de wafers silicium (des tranches ultra-fines de silicium, qui servent notamment de base de fabrication des puces électroniques) ou de panneaux solaires, pour lesquels la résolution permet d’augmenter les cadences d’inspection.

Pour mettre au point ce capteur, les développeurs se sont notamment aussi appuyés sur les travaux déjà initiés par NIT sur les apports de l’hybridation en rupture par rapport aux technologies traditionnelles, ainsi que sur le retour d’expérience du capteur SXGA 10μm désormais livré sur des systèmes industriels et de surveillance.

Ces travaux ont permis la mise au point d’un capteur SWIR Full HD à petit pas (8 µm) unique en Europe intégré dans une caméra commercialisée. Des premiers exemplaires ont déjà été vendus pour différentes applications comme la détection de défauts par drone de panneaux solaires. Celui-ci est particulièrement performant et conforme aux spécifications en particulier en termes de bruit d’obscurité inférieur à 25 e- et de dynamique de 55 dB.

Par ailleurs, ce projet a permis d’évaluer les performances de ce capteur sur le terrain. Ces essais ont consisté à évaluer le gain de portée effective de l’observation longue distance en environnement maritime côtier comparativement aux caméras en SWIR moins résolues, en visible et IR thermique ainsi que l’évaluation de l'intérêt d'une voie grand champ SWIR avec éclairage pour de la conduite de véhicule.

En termes d’applications, les essais qualitatifs réalisés en ambiance maritime ont montré la capacité très longue portée de ces capteurs (supérieure à 50 Km) et l’apport d’une caméra SWIR par rapport aux cameras visibles dans des conditions d’environnement dégradées (brume, pluie , présence de turbulences …)