Fonctions optiques intégrées sur plan focal micro-bolométrique pour l’imagerie infrarouge non refroidie // Integrated optical functions on microbolometer focal planes for uncooled infrared imaging

L’imagerie infrarouge en bande thermique (longueurs d’onde 8-14 µm) est un domaine en forte croissance, particulièrement dans les domaines de l’industrie, du transport, de l’environnement. Elle s’appuie sur une technologie de détection, les microbolomètres, pour laquelle le CEA-Léti est au meilleur niveau de l’état de l’art mondial. L’intégration de fonctions optiques avancées directement sur les détecteurs est une voie très prometteuse pour gagner en performance, en compacité et en coût dans les futures caméras infrarouges.
Les fonctions optiques envisagées comprennent le filtrage spectral, la polarimétrie, la correction de front d’onde, etc. Certaines visent à enrichir l’image par des informations indispensables aux applications telles que la thermographie absolue (mesure de température et d’émissivité), l’identification pour l’interprétation automatique de scène (machine vision), la détection de gaz, etc.
Les travaux proposés comprendront des activités de conception, réalisation et caractérisation électro-optique de matrices de microbolomètres fonctionnalisés. La conception de ces fonctions optiques utilisera des moyens de simulation 3D électromagnétique, elle prendra en compte leur compatibilité avec nos technologies de microbolomètres et les capacités de nos moyens de micro-fabrication. La réalisation se fera dans les salles blanches du CEA-Léti par des personnels dédiés mais le (la) candidat(e) prendra part à la définition et au suivi des travaux. Enfin, les caractérisations optiques et électro-optiques seront faites dans notre laboratoire, si besoin avec le développement de bancs de caractérisation dédiés.

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Thermal infrared imaging (wavelengths 8-14 µm) is a growing field, particularly in industry, transportation, and environment. It relies on a detection technology, microbolometers, for which CEA-Leti is at the forefront of the global state of the art. Integrating advanced optical functions directly onto the detectors is a very promising approach for improving performance, compactness, and cost in future infrared cameras.
The optical functions under consideration include spectral filtering, polarimetry, wavefront correction, and more. Some aim to enrich the image with information essential for applications such as absolute thermography (temperature and emissivity measurement), identification for automated scene interpretation (machine vision), gas detection, and others.
The proposed work will include the design, fabrication, and electro-optical characterization of functionalized microbolometer arrays. Using 3D electromagnetic simulation tools, the design of these optical functions will take into account the compatibility with our microbolometer technologies and the capabilities of our microfabrication facilities. Fabrication will take place in the CEA-Leti cleanrooms by dedicated personnel, but the candidate will participate in defining and monitoring the work. Finally, optical and electro-optical characterizations will be performed in our laboratory, if necessary with the development of dedicated characterization benches.

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Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département d’Optronique (LETI)
Service : Service des Composants pour l’Imagerie
Laboratoire : Laboratoire d’Imagerie thermique et THz
Date de début souhaitée : 01-10-2026
Ecole doctorale : Electronique, Electrotechnique, Automatique, Traitement du Signal (EEATS)
Directeur de thèse : DUSSOPT Laurent
Organisme : CEA
Laboratoire : DRT/DOPT//LI2T
URL : https://www.leti-cea.fr/cea-tech/leti/Pages/recherche-appliquee/axes-de-recherche/technologies-imagerie-innovantes.aspx

Public/private mixed funding

Pôle fr : Direction de la Recherche Technologique
Pôle en : Technological Research
Département : Département d’Optronique (LETI)
Service : Service des Composants pour l’Imagerie

Master2 physique appliquée, photonique, optique, micro-électronique.