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µPAsense

​Le Leti innove dans la détection des substances chimiques grâce à des solutions photoacoustiques

Publié le 31 janvier 2020


μPAsense

   Qu'est-ce que μPAsense ?

  • La technique de spectroscopie photo-acoustique repose sur l'absorption de lumière par les molécules auxquelles on s'intéresse et sur la production d'ondes acoustiques qui en découle. Cette technique, généralement utilisée pour la spectroscopie moyen-infrarouge haute résolution, se limite actuellement aux applications en laboratoire en raison de sa taille et de son coût.

    Le Leti propose μPAsense, un capteur photo-acoustique miniature qui fonctionne dans le moyen infrarouge, en assemblant une barrette de sources laser à cascade quantique (QCL), chacune émettant à une longueur d'onde différente, et un circuit photonique intégré (PIC) combinant les différentes sources dans une micro- cellule photo-acoustique (de quelques mm3). Ce capteur permet de détecter plusieurs espèces chimiques en parallèle avec une très grande sensibilité, jusqu'à un niveau de quelques ppb.

  Applications :

Détection de composées chimiques en traces dans les domaines suivants :

  • Environnement
  • Contrôle des procèdes
  • Assurance qualité
  • Sûreté et sécurité
  • Diagnostic précoce 

   Nouveautés :

Les équipes du Leti se concentrent sur la miniaturisation du capteur au niveau d'une puce et du packaging afin d'aborder les questions de la réduction du coût, de la détection multi-espèces, et de la portabilité.

Les principales réalisations dans la voie de la miniaturisation sont les suivantes :

  • Un processus de fabrication performant pour les sources : la longueur d'onde de chaque laser est sélectionnée indépendamment après la croissance des couches épitaxiales
  • Des guides d'onde à faibles pertes à base d'alliage de Ge et SiGe pour réaliser le combinateur PIC (pertes pouvant être réduites à moins de 1 dB/cm sur la plage de 3 à 12 µm)
  • Mini-détecteurs acoustiques de type Helmholtz fabriqués sur silicium et basés sur des microphones MEMS, adaptés à la détection chimique en  traces.


  Prochaine étape :

Le Leti travaille actuellement sur les points suivants :

  • Transfert du processus de fabrication du QCL sur plaque de silicium
  • Réalisation du détecteur photo-acoustique sur silicium
  • Intégration du senseur complet sur puce Détection de marqueurs biologiques

BREVETS, PUBLICATIONS, 
PARTENARIATS :

 10  brevets sur la photoacoustique et intégration des capteurs

• 11 publications (2013-2019)

• Partenariat avec mirSense
entreprise depuis 2015


PRINCIPALES CARACTÉRISTIQUES :

• Capteurs multigaz
(avec des lignes d'absorption dans la gamme de longueurs d'onde 3-12 μm)

• Limite de détection ultra-basse jusqu'à quelques ppb

• Système portable, faible volume

• Identification hautement sélective

• Mesure en temps réel
  •       FICHE

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     En Anglais
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