FOCUS 3 : Vers une notion « système » du détecteur

Fort de son expertise sur l’ensemble de la chaîne de détection, le labEx FOCUS apporte une contribution majeure dans le domaine des longueurs d’onde optiques à millimétriques, de la conception à la caractérisation des détecteurs en vue d’atteindre les meilleures performances pour l’astrophysique.

Les résultats du LabEx, depuis sa fondation en 2012, montrent clairement sa capacité d’innovation : la caméra NIKA2 utilisant des KIDs hautement multiplexés installée à l’IRAM fournit des données scientifiques ;CONCERTO, également basé sur des KIDs, est en fonctionnement sur APEX au Chili ; les bolomètres MIS mesurant la polarisation dans le pixel ont été développés via FOCUS et étaient au cœur de la caméra de la proposition SPICA pour la mission candidate M5 ; le principe du spectrographe intégré ImSPOC embarqué pour la détection des gaz à effet de serre est maintenant envisagé pour de futures missions : NanoCarb ; enfin, nous avons co-développé avec l’ESA un détecteur NIR grand format (ALFA), qui équipera le télescope de suivi au sol de la mission SVOM.

L’effet multiplicateur démontré de FOCUS est peut-être encore plus important : 3 projets basés sur les technologies FOCUS sont à la base de contrats H2020 (Scarbo, Holdon, SuperTED) ; le développement des détecteurs ALFA a permis d’obtenir des financements de l’ESA et de l’UE ; et 3 ERCs sont basés sur des développements FOCUS (détecteurs courbes, KIDs pour la spectroscopie, haut contraste pour les exoplanètes).

Pour cette nouvelle phase, FOCUS réunit une cinquantaine d’experts issus de sept des plus importants laboratoires français du secteur, profitant de leur proximité géographique à Grenoble, mais surtout de la cohérence et de la complémentarité de leurs expertises dans le cadre du projet (IPAG, IMEP-LAHC, LPSC, Néel, DSBT, LETI-DOPT, IRAM). En effet, conscient que la réalisation de systèmes de détection innovants nécessite de les considérer dans toutes leurs dimensions, il est apparu nécessaire de réunir un groupe d’experts allant de la conception des capteurs (nouveaux matériaux, fonctionnalités ajoutées) à la maîtrise de leur environnement (cryogénie, systèmes de filtrage des rayonnements incidents) et de leurs conditions de fonctionnement (électronique de lecture et de contrôle). Parce qu’ils nous offrent une expertise unique dans le domaine spatial, qu’ils ouvrent le champ d’application de FOCUS au domaine de l’observation de la Terre et qu’ils disposent de moyens de caractérisation indispensables à nos projets, nous proposons également d’adjoindre au LabEx, dans un périmètre proche, une vingtaine d’experts supplémentaires issus des laboratoires hautement qualifiés du CEA/Irfu/DAp-AIMet de l’ONERA à du LAM à Marseille, qui ont précédemment contribué aux travaux de FOCUS.

Une communauté dynamique est donc présente, dans et autour de FOCUS, prête à relever les nouveaux défis pour lesquels le LabEx est en train de travailler.

Pour soutenir ce travail, compte tenu des progrès réalisés et de l’évolution des besoins, FOCUS a redéfini les axes de recherche qui lui servent de structure. de recherche qui lui servent de structure. Ils sont désormais au nombre de 4 :

• Les détecteurs visibles et infrarouges, avec l’ambition d’ouvrir de nouvelles voies dans le domaine des matériaux, la réalisation de capteurs à haut contraste et faible bruit, ou encore la transposition des systèmes de détection hétérodyne aux courtes longueurs d’onde.
• Détecteurs submillimétriques et millimétriques et détecteurs térahertz, visant des plans focaux de très grande taille, la l’implémentation de fonctions dans le pixel, la réalisation de composants optiques, ou l’exploitation de ces capacités de détection au-delà de l’astrophysique
• Mise en forme du signal et environnement du capteur pour les aspects impliquant le conditionnement du signal électromagnétique d’entrée avant la détection, en mettant l’accent sur les aspects suivants d’entrée avant la détection, en mettant l’accent sur l’instrumentation intégrée et sur puce, ainsi que sur les environnements électroniques et cryogéniques.
• Percées fondamentales et nouveaux concepts, car les innovations qui changent la donne peuvent apparaître comme des bifurcations d’un programme qui conviendrait parfaitement et qui s’inscrirait parfaitement dans les axes précédents et qui doit également être pris en compte dans notre LabEx.

Enfin, FOCUS et ses activités ont mis en évidence une très forte demande de formation dans le domaine de la détection et du développement instrumental. FOCUS a un projet ambitieux pour répondre à ce besoin en complétant l’offre actuelle. Plus d’informations dans notre rubrique formation

 

 

Mis à jour le 13 mars 2023