FR2971335A1

FR2971335A1 - Dispositif de mesure d’un champ de temperature d’une zone d’analyse d’un objet tel qu’un microsysteme

Info

Publication number: FR2971335A1
Application number: FR1151052A
Authority: FR
Inventors: Chrystelle Fillit; Rene Fillit; Roland Fortunier
Original assignee: Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
Current assignee: Association pour la Recherche et le Developpement des Methodes et Processus Industriels
Priority date: 2011-02-09
Filing date: 2011-02-09
Publication date: 2012-08-10
Anticipated expiration: 2031-02-09
Also published as: FR2971335B1

Abstract

Ce dispositif comporte des moyens d'activation de la zone d'analyse (10), des moyens de détection d'un flux de rayonnement infrarouge, un système optique (3, 4), de type infrarouge, des moyens de traitement (5) du flux détecté par les moyens de détection, le dispositif étant remarquable en ce qu'il comporte une zone de référence (6) émettant un rayonnement infrarouge, des moyens de commutation de la zone d'analyse (10) avec la zone de référence (6) présentant un premier et un second état de commutation dans lesquels les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis respectivement par la zone d'analyse (10), dit flux objet, et par la zone de référence (6), dit flux référence, et en ce que les moyens de traitement sont configurés pour soustraire le flux référence traité au flux objet traité de manière à obtenir le champ de température de la zone d'analyse (10).

Description

La présente invention se rapporte à un dispositif de mesure d'un champ de température d'une zone d'analyse d'un objet tel qu'un microsystème, notamment de type électromécanique, ainsi qu'à un ensemble d'analyse multiphysique locale comportant un tel dispositif.

Par objet, on entend tout composant appartenant à la microélectronique, tel qu'un transistor ou un microsystème, ou encore des matériaux de structure pour une analyse locale d'un endommagement. Par la suite, nous nous intéresserons plus particulièrement à la problématique des microsystèmes, tout en précisant que l'invention ne se limite pas à cette seule application. Au cours des dernières années, l'essor spectaculaire des microsystèmes, notamment de type électromécanique, touchant de nombreux domaines industriels, est à l'origine de nombreux et nouveaux progrès technologiques. Néanmoins, dans ce contexte prometteur, la fiabilité des microsystèmes apparaît comme la problématique principale pour franchir la phase d'industrialisation à grande échelle. Or, la température est un paramètre majeur entrant dans de nombreux mécanismes d'endommagement des microsystèmes. Il est donc crucial de mesurer précisément le champ de température du microsystème afin de déterminer notamment les zones du microsystème présentant une température élevée, et susceptibles d'être endommagées le plus rapidement. Il est connu de l'état de la technique d'utiliser des appareils commerciaux de thermographie infrarouge dont le principe de fonctionnement repose sur l'étude du rayonnement thermique de l'objet suivant généralement la loi de Planck. Il existe deux types principaux d'appareils de thermographie infrarouge : les appareils de mesure sans contact et les appareils de mesure par sondes locales. Les appareils de mesure par sonde locale présentent comme inconvénient d'être destructifs relativement à l'objet par l'intermédiaire des sondes, généralement des pointes, qui sont en contact avec l'objet.

Un appareil de thermographie infrarouge connu de l'état de la technique comporte : - des moyens de détection d'un flux de rayonnement infrarouge émis par une zone d'analyse de l'objet, - un système optique, de type infrarouge, formant une image 35 infrarouge agrandie de la zone d'analyse sur les moyens de détection, - des moyens de traitement du flux de rayonnement infrarouge détecté par les moyens de détection. Une des problématiques principales à laquelle sont confrontés les appareils de thermographie infrarouge de l'état de la technique est de tenir compte de l'effet Narcisse lors de la détermination du champ de température. L'effet Narcisse consiste en un rayonnement parasite des moyens de détection et/ou du système optique qui peut se réfléchir sur l'objet. En outre, ce rayonnement parasite est accentué lorsque l'objet est réfléchissant. Il est connu de l'état de la technique de concevoir des systèmes optiques permettant de réduire l'effet Narcisse, notamment par l'utilisation de groupes de lentilles ayant des indices de réfraction et des géométries adaptées. Ces systèmes optiques de l'état de la technique ne sont pas entièrement satisfaisants dans la mesure où : - ils ne suppriment pas entièrement l'effet Narcisse, - ils sont généralement coûteux et complexes à mettre en oeuvre. Il est également connu d'utiliser des moyens de traitement employant des modèles numériques de l'effet Narcisse lors de la détermination du champ de température. De tels modèles sont généralement complexes et imprécis dans la mesure où ils nécessitent la connaissance de nombreux paramètres expérimentaux, pas toujours accessibles par l'expérience ou dans la littérature, ces paramètres étant spécifiques à l'objet ou aux conditions environnementales de la mesure. La présente invention vise à remédier en tout ou partie aux inconvénients précités et concerne un dispositif de mesure d'un champ de température d'une zone d'analyse d'un objet tel qu'un microsystème, notamment de type électromécanique, comportant : - des moyens d'activation de l'objet destinés à activer au moins la zone d'analyse de sorte qu'elle émet un rayonnement infrarouge, - des moyens de détection d'un flux de rayonnement infrarouge, - un système optique, de type infrarouge, destiné à former une image infrarouge agrandie de la zone d'analyse sur les moyens de détection, - des moyens de traitement du flux de rayonnement infrarouge détecté par les moyens de détection, le dispositif étant remarquable en ce qu'il comporte : - une zone de référence émettant un rayonnement infrarouge, - des moyens de commutation destinés à commuter la zone d'analyse avec la zone de référence, les moyens de commutation étant agencés pour coopérer avec les moyens de détection de sorte que les moyens de commutation présentent un premier état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone d'analyse, dit flux objet, et un second état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone de référence, dit flux référence, et en ce que les moyens de traitement sont configurés pour soustraire le flux référence traité au flux objet traité de manière à obtenir le champ de température de la zone d'analyse. Il est à noter que le « rayonnement infrarouge » émis par la zone d'analyse par l'intermédiaire des moyens d'activation peut s'entendre également comme un surplus de rayonnement infrarouge relativement à un rayonnement infrarouge émis par la zone d'analyse dans un état initial non activé par les moyens d'activation. Ainsi, un tel dispositif selon l'invention permet de s'affranchir de l'effet Narcisse par l'intermédiaire des moyens de commutation permettant une détection différentielle du flux objet et du flux référence. Cette détection différentielle permet donc d'éviter d'utiliser un système optique de l'état de la technique adapté pour réduire l'effet Narcisse, coûteux et complexe à mettre en oeuvre. Le champ de température est ensuite obtenu par les moyens de traitement à partir d'une simple soustraction, ce qui permet de s'affranchir de modèles numériques complexes de l'effet Narcisse.

En outre, un tel dispositif selon l'invention permet une mesure in situ du champ de température non destructive relativement à l'objet car sans contact. Dans un mode de réalisation, les moyens de commutation sont agencés pour coopérer avec le système optique de sorte qu'ils autorisent uniquement le passage à travers le système optique du flux objet et du flux référence respectivement dans le premier état de commutation et dans le second état de commutation. Ainsi, le flux référence détecté prend en compte à la fois les contributions environnementales et les contributions instrumentales (système 35 optique et moyens de détection) de la scène thermique, et ce sans l'objet.

Selon une forme d'exécution, les moyens de commutation comportent un organe de support destiné à supporter l'objet, la zone de référence est située sur l'organe de support, et l'organe de support est mobile, de préférence en translation, entre une première position correspondant au premier état de commutation et une seconde position correspondant au second état de commutation. Ainsi, un tel dispositif selon l'invention permet une commutation de nature mécanique entre la zone d'analyse et la zone de référence simple à mettre en oeuvre.

Selon une forme d'exécution, les moyens de commutation comportent un miroir destiné à être agencé entre la zone d'analyse et la zone de référence, et le miroir est mobile, de préférence en rotation, entre une première position correspondant au premier état de commutation et une seconde position correspondant au second état de commutation.

Ainsi, un tel dispositif selon l'invention permet une commutation de nature optique entre la zone d'analyse et la zone de référence simple à mettre en oeuvre. Selon une forme d'exécution, les moyens de commutation comportent un organe de commutation électronique configuré pour coopérer avec les moyens d'activation de l'objet de sorte que la zone d'analyse est active dans le premier état de commutation, et la zone d'analyse est inactive dans le second état de communication, la zone d'analyse inactive formant la zone de référence. Ainsi, un tel dispositif selon l'invention permet une commutation de 25 nature électronique entre la zone d'analyse et la zone de référence simple à mettre en oeuvre. Avantageusement, les moyens de détection présentent un domaine spectral de fonctionnement compris entre 1 et 20 microns, de préférence compris entre 1,5 et 5 microns, et le système optique est configuré pour 30 présenter un pouvoir de résolution spatiale adapté pour le domaine spectral de fonctionnement des moyens de détection, le pouvoir de résolution spatiale étant de préférence sensiblement inférieur ou égal à 2 microns. Ainsi, un tel pouvoir de résolution spatiale est généralement suffisant pour discerner des détails sur la zone d'analyse de l'objet liés à un 35 endommagement de l'objet de nature thermique.

Le système optique est configuré pour autoriser le passage d'un rayonnement infrarouge appartenant au domaine spectral de fonctionnement des moyens de détection, avec un coefficient de transmission élevé dans ce domaine spectral.

Selon une forme d'exécution, le système optique comporte : - un premier objectif appartenant à une caméra de type infrarouge, - un second objectif additionnel agencé pour coopérer avec le premier objectif de manière à obtenir le pouvoir de résolution spatiale adapté pour le domaine spectral de fonctionnement des moyens de détection.

Ainsi, un tel système optique permet d'atteindre un pouvoir de résolution élevé tout en étant peu coûteux. Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés pour calculer la fonction de transfert de l'ensemble formé par le système optique et les moyens de détection pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse. Ainsi, de tels moyens de traitement permettent de tenir compte de la correction liée aux contributions instrumentales de la scène thermique, à savoir le système optique et les moyens de détection, pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse.

Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés pour appliquer l'émissivité prédéterminée de l'objet pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse. Le rayonnement thermique de l'objet est souvent différent du rayonnement du corps noir théorique prévu par la loi de Planck. On définit alors l'émissivité comme le rapport entre l'émission infrarouge de l'objet et celle du corps noir de même température. L'émissivité dépend notamment fortement de la nature du matériau dans lequel est réalisé l'objet, ou encore de la géométrie de l'objet. Il est donc nécessaire de déterminer préalablement l'émissivité de l'objet afin d'obtenir une mesure pertinente du champ de température de la zone d'analyse. La présente invention se rapporte également à un ensemble d'analyse multiphysique locale, remarquable en ce qu'il comporte : - un dispositif conforme à l'invention, - un diffractomètre de rayons X couplé au dispositif, et destiné à 35 émettre un faisceau de rayons X sur la zone d'analyse.

Le couplage du diffractomètre de rayons X au dispositif conforme à l'invention permet d'envisager : - une analyse microstructurale de l'objet par diffraction des rayons X incluant l'analyse des structures, l'analyse des déformations et des 5 contraintes ainsi que l'analyse des tailles de grain, - l'analyse chimique par fluorescence-X, - l'analyse morphologique 2D et 3D par tomographie X. La mesure du champ de température de la zone d'analyse de l'objet par le dispositif conforme à l'invention permet de s'affranchir de travailler 10 à température constante (généralement par l'utilisation d'un four) pour effectuer les différentes analyses précitées. D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va suivre de deux modes de réalisation d'un dispositif selon l'invention et d'un mode de réalisation d'un ensemble d'analyse multiphysique 15 locale selon l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif selon un premier mode de réalisation représentant des moyens de commutation dans un premier état de commutation, 20 - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 représentant les moyens de commutation dans un second état de commutation, - la figure 3 est une vue schématique d'un dispositif selon un deuxième mode de réalisation représentant des moyens de commutation dans un premier état de commutation, 25 - la figure 4 est une vue analogue à la figure 3 représentant les moyens de commutation dans un second état de commutation, - la figure 5 est une vue schématique d'un mode de réalisation d'un ensemble d'analyse multiphysique locale selon l'invention, - la figure 6 est une vue schématique d'un système de mesure de 30 l'émissivité d'un objet. Pour les différents modes de réalisation, les mêmes références seront utilisées pour des éléments identiques ou assurant la même fonction, par souci de simplification de la description. Le dispositif illustré aux figures 1 et 2 est un dispositif de mesure 35 d'un champ de température d'une zone d'analyse 10 d'un objet 1 tel qu'un microsystème, notamment de type électromécanique.

Ce dispositif comporte des moyens d'activation (non représentés) de l'objet 1 destinés à activer au moins la zone d'analyse 10 de sorte qu'elle émet un rayonnement infrarouge. Les moyens d'activation peuvent être de différente nature selon le type d'objet 1, par exemple une tension continue, une tension alternative, un signal photonique de type optique, ultraviolet, radiofréquence micro-onde ou encore rayons X, une sollicitation mécanique, une sollicitation électrothermique ou encore une sollicitation thermomécanique. Ce dispositif comporte des moyens de détection d'un flux de rayonnement infrarouge disposés à l'intérieur d'une caméra 2 de type infrarouge. Les moyens de détection comportent un détecteur quantique (non visible car disposé à l'intérieur de la caméra 2) pouvant être réalisé en antimonide d'indium (InSb). A titre d'exemple non limitatif, le détecteur quantique comporte une matrice d'au moins 640 par 512 pixels, chaque pixel étant sensiblement carré avec des côtés sensiblement de 25 pm. Le détecteur quantique est refroidi à 77 K par un système de type Stirling. Le détecteur quantique présente un domaine spectral de fonctionnement pouvant être compris entre 1 et 20 pm, et de préférence situé sensiblement entre 1,5 et 5 pm. Ce domaine spectral permet de couvrir une plage de température allant de la température ambiante à quelques centaines de degrés Celsius.

Selon une variante d'exécution, les moyens de détection comportent un détecteur bolométrique infrarouge. Ce dispositif comporte en outre un système optique, de type infrarouge, délimitant l'axe optique X'-X du dispositif. Le système optique est agencé relativement à l'objet 1 de manière à former une image infrarouge agrandie de la zone d'analyse 10 sur les moyens de détection. Le système optique comporte : - un premier objectif 3 appartenant à la caméra 2, - un second objectif 4 additionnel agencé pour coopérer avec le premier objectif 3 de manière à obtenir un pouvoir de résolution spatiale adapté pour le domaine spectral de fonctionnement du détecteur quantique. La résolution du premier objectif 3 présente une focale de 50 mm permettant de couvrir un champ d'observation de 18,2° par 14,6°. Le premier objectif 3 peut être muni de bagues allonges (non représentées) permettant de faire varier le grandissement de l'image infrarouge de la zone d'analyse 10 sur les moyens de détection en éloignant le premier objectif 3 des moyens de détection. Le premier objectif 3 présente une limite maximale de résolution, définie par le critère de Rayleigh, qui s'avère insuffisante pour la mesure d'un champ de température par exemple d'un microsystème. Le second objectif 4 additionnel est agencé relativement au premier objectif 3 de manière à réduire la dimension de la tâche d'Airy. Ainsi, l'image infrarouge agrandie de la zone d'analyse 10 sur les moyens de détection est de taille supérieure ou égale à la taille d'un pixel du détecteur quantique. Le second objectif 4 additionnel forme un zoom de type infrarouge permettant d'obtenir un grandissement suffisant pour atteindre un pouvoir de résolution spatiale sensiblement inférieur ou égal à 2 pm. Le second objectif 4 est muni d'un diaphragme à iris (non représenté). En outre, le second objectif 4 est muni d'une bague (non représentée), graduée en ouverture, permettant un réglage précis du diamètre de l'iris. En augmentant le diamètre de l'iris, on augmente la résolution spatiale du second objectif 4 et par la-même du système optique. Le second objectif 4 présente une pluralité de lentilles (non représentées) pouvant être réalisées dans tout matériau transparent dans le domaine spectral de fonctionnement des moyens de détection, tel qu'un monocristal (par exemple le germanium), le verre ou encore une céramique. La pluralité de lentilles est traitée (par exemple par l'intermédiaire d'un traitement antireflet) de manière à limiter les aberrations géométriques et 20 divers effets parasites. Ce dispositif comporte en outre des moyens de traitement 5 du flux de rayonnement infrarouge détecté par les moyens de détection. Ce dispositif comporte une zone de référence 6 émettant un rayonnement infrarouge. 25 Dans le mode de réalisation illustré aux figures 1 et 2, le dispositif comporte un miroir 7 formant des moyens de commutation de la zone d'analyse avec la zone de référence. Le miroir 7 est agencé sur l'axe optique X'-X entre la zone d'analyse 10 et la zone de référence 6, la zone d'analyse 10 et la zone de référence 6 étant disposées de part et d'autre de l'axe optique X'- 30 X. Le miroir 7 est mobile en rotation autour d'un axe Z'-Z perpendiculaire à l'axe optique X'-X, et entre une première position (illustré à la figure 1) correspondant à un premier état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone d'analyse 10, dit flux objet, et une seconde position (illustrée à la figure 2) 35 correspondant à un second état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone de référence 6, dit flux référence. Le miroir 7 dans la seconde position a subi une rotation de 90° autour de l'axe Z'-Z relativement à la première position. Le miroir 7 est mobile en rotation selon une vitesse de commutation entre le premier et le second état de commutation adaptée en fonction de l'objet 1. La vitesse de commutation peut être séquentielle, alternée ou encore à haute voire très haute fréquence. Les détections du flux objet et du flux référence doivent s'effectuer après une phase de stabilisation et dans un intervalle de temps suffisamment court afin qu'aucune variation environnementale significative n'ait lieu. Cet intervalle de temps est contrôlé par la vitesse de commutation des moyens de commutation. Le miroir 7 est agencé pour coopérer avec le système optique 3, 4 de sorte que le miroir 7 autorise uniquement le passage à travers le système optique 3, 4 du flux objet et du flux référence respectivement dans le premier état de commutation et dans le second état de commutation. La scène thermique est de préférence protégée par des écrans de protection (non représentés). La scène thermique est de préférence sous atmosphère contrôlée ou sous vide. Les moyens de traitement 5 sont configurés pour soustraire le flux référence traité au flux objet traité de manière à obtenir le champ de température de la zone d'analyse 10. Plus précisément, le champ de température est quantifié en absolu point par point par le différentiel local entre la distribution du flux objet et du flux référence de manière à obtenir le champ de température quantitatif de la zone d'analyse 10.

Les moyens de traitement 5 sont configurés pour calculer la fonction de transfert de l'ensemble formé par le système optique 3, 4 et les moyens de détection pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse 10. Les moyens de traitement 5 peuvent être également configurés pour appliquer un filtrage moyenné dans le temps du flux objet et du flux référence afin de limiter leur bruit respectif. Les moyens de traitement 5 sont configurés pour appliquer l'émissivité prédéterminée de l'objet 1 pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse 10. L'émissivité de l'objet 1 est prédéterminée à l'aide du système de mesure illustré à la figure 6. Ce système de mesure comporte des moyens de chauffage 70 d'un objet 1. Les moyens de chauffage 70 permettent la mise en température de l'objet 1. Les moyens de chauffage 70 sont adaptés pour assurer une répartition homogène et reproductible de la température appliquée à l'objet 1. Le système de mesure comporte également un thermocouple 71 agencé pour contrôler l'uniformité de la température de l'objet 1. Le système de mesure comporte une caméra 2 de type infrarouge munie de moyens de détection (non visibles) d'un flux de rayonnement infrarouge. La caméra 2 est agencée pour détecter un flux de rayonnement infrarouge de l'objet 1. La caméra 2 est étalonnée avec un corps noir. Le système de mesure comporte un écran de protection 72 agencé pour protéger la scène thermique. Le système de mesure comporte des moyens de traitement 5 du flux de rayonnement infrarouge détecté par les moyens de détection de la caméra 2. Pour déterminer l'émissivité de l'objet 1, notée s, il suffit de mesurer le rayonnement de l'objet 1 pour deux valeurs connues de la température, notées T1 et T2. La détermination de s est donnée par la relation suivante : LÀ(T1) LÀ(T2) LÀ(T1) - LÀ(T2) £ L),(T1) L),(T2) L),(T1) - 12,(T2) Où : - LÀ(T) est la luminance énergétique dans la gamme de longueur d'onde considérée de l'objet 1 à la température T, - LÀ«T) est la luminance énergétique dans la gamme de longueur d'onde considérée d'un corps noir de température T.

Il est à noter que les variations d'émissivité peuvent être évaluées en balayant la gamme de températures utiles. Les moyens de traitement 5 peuvent également être configurés pour corriger le champ de température mesuré de la zone d'analyse 10 en fonction de l'émissivité des matériaux dans lesquels peuvent être réalisés la zone d'analyse 10. Une telle correction comporte les étapes consistant à : - a) différencier ces différents matériaux en faisant appel à des transformées de Laplace, - b) mesurer les émissivités de chaque matériau de préférence à 30 l'aide du système de mesure décrit précédemment, - c) corriger les distributions thermiques en fonction des émissivités mesurées des matériaux, - d) reconstruire globalement et quantitativement la scène thermique de l'objet 1.

Le dispositif illustré aux figures 3 et 4 diffère du dispositif illustré aux figures 1 et 2 en ce que : - les moyens de commutation comportent un organe de support 8 destiné à supporter l'objet 1, - la zone de référence 6 est située sur l'organe de support 8, - l'organe de support 8 est mobile en translation suivant un axe vertical Y'-Y sensiblement perpendiculaire à l'axe optique X'-X, et entre une première position (illustré à la figure 3) correspondant à un premier état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone d'analyse 10, dit flux objet, et une seconde position (illustrée à la figure 4) correspondant à un second état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone de référence 6, dit flux référence. L'organe de support 8 peut être réalisé sous la forme d'une platine comprenant un moteur 80 permettant de déplacer l'organe de support suivant l'axe vertical Y'-Y et suivant un axe Z'-Z perpendiculaire à l'axe vertical Y'-Y et à l'axe optique X'-X. Un tel organe de support 8 permet d'aligner la zone d'analyse 10 et la zone de référence 8 à l'axe optique X'-X. L'organe de support 8 est agencé pour coopérer avec le système optique 3, 4 de sorte que l'organe de support 8 autorise uniquement le passage à travers le système optique 3, 4 du flux objet et du flux référence respectivement dans le premier état de commutation et dans le second état de commutation. Dans un mode de réalisation non représenté, le dispositif diffère du 25 dispositif illustré aux figures 1 et 2 en ce que : - les moyens de commutation comportent un organe de commutation électronique configuré pour coopérer avec les moyens d'activation de l'objet 1 de sorte que la zone d'analyse 10 est active dans un premier état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent 30 uniquement un flux du rayonnement émis par la zone d'analyse 10, dit flux objet, et la zone d'analyse 10 est inactive dans un second état de communication dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone de référence, dit flux référence, - la zone d'analyse 10 inactive forme la zone de référence 6. 35 Les moyens de traitement 5 sont configurés pour calculer la fonction de transfert de l'ensemble formé par le système optique 3, 4 et les moyens de détection pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse 10. Les moyens de traitement 5 sont configurés pour appliquer l'émissivité prédéterminée de l'objet 1 pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse 10.

Le champ de température est calculé à partir du flux rayonné effectivement par la zone d'analyse 10 de l'objet 1, noté Sobi(To). Sobi(To) est obtenu par la relation suivante : Son - Soff Sobj (TO) - £oiF Où:

- Son et Se sont respectivement le flux objet et le flux référence, - F est la fonction de transfert de l'ensemble formé par le système optique 3, 4 et les moyens de détection,

- i représente le coefficient de transmission du rayonnement infrarouge le long du chemin optique à travers le système optique 3, 4,

- so est l'émissivité prédéterminée de l'objet 1 L'ensemble illustré à la figure 5 comporte :

- un dispositif selon le mode de réalisation illustré aux figures 3 et 4,

- un diffractomètre 9 de rayons X couplé au dispositif, et agencé pour émettre un faisceau de rayons X sur la zone d'analyse 10.

Bien entendu le diffractomètre 9 peut être couplé à tout dispositif conforme à l'invention.

Bien entendu, les modes de réalisation de l'invention décrits ci-dessus ne présentent aucun caractère limitatif. Des détails et améliorations peuvent y être apportés dans d'autres variantes d'exécution sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de mesure d'un champ de température d'une zone d'analyse (10) d'un objet (1) tel qu'un microsystème, notamment de type 5 électromécanique, comportant : - des moyens d'activation de l'objet destinés à activer au moins la zone d'analyse (10) de sorte qu'elle émet un rayonnement infrarouge, - des moyens de détection d'un flux de rayonnement infrarouge, - un système optique (3, 4), de type infrarouge, destiné à former 10 une image infrarouge agrandie de la zone d'analyse (10) sur les moyens de détection, - des moyens de traitement (5) du flux de rayonnement infrarouge détecté par les moyens de détection, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte : 15 - une zone de référence (6) émettant un rayonnement infrarouge, - des moyens de commutation destinés à commuter la zone d'analyse (10) avec la zone de référence (6), les moyens de commutation étant agencés pour coopérer avec les moyens de détection de sorte que les moyens de commutation présentent un premier état de commutation dans lequel les 20 moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone d'analyse (10), dit flux objet, et un second état de commutation dans lequel les moyens de détection détectent uniquement un flux du rayonnement émis par la zone de référence (6), dit flux référence, et en ce que les moyens de traitement sont configurés pour soustraire le flux référence traité au flux 25 objet traité de manière à obtenir le champ de température de la zone d'analyse (10).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de commutation sont agencés pour coopérer avec le système optique 30 (3, 4) de sorte qu'ils autorisent uniquement le passage à travers le système optique (3, 4) du flux objet et du flux référence respectivement dans le premier état de commutation et dans le second état de commutation.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les 35 moyens de commutation comportent un organe de support (8) destiné à supporter l'objet (1), en ce que la zone de référence (6) est située sur l'organede support (8), et en ce que l'organe de support (8) est mobile, de préférence en translation, entre une première position correspondant au premier état de commutation et une seconde position correspondant au second état de commutation.
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commutation comportent un miroir (7) destiné à être agencé entre la zone d'analyse (10) et la zone de référence (6), et en ce que le miroir (7) est mobile, de préférence en rotation, entre une première position correspondant au premier état de commutation et une seconde position correspondant au second état de commutation.
5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de commutation comportent un organe de commutation électronique configuré pour coopérer avec les moyens d'activation de l'objet de sorte que la zone d'analyse (10) est active dans le premier état de commutation, et la zone d'analyse (10) est inactive dans le second état de communication, la zone d'analyse inactive formant la zone de référence.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens de détection présentent un domaine spectral de fonctionnement compris entre 1 et 20 microns, de préférence compris entre 1,5 et 5 microns, et en ce que le système optique (3, 4) est configuré pour présenter un pouvoir de résolution spatiale adapté pour le domaine spectral de fonctionnement des moyens de détection, le pouvoir de résolution spatiale étant de préférence sensiblement inférieur ou égal à 2 microns.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le système optique comporte : - un premier objectif (3) appartenant à une caméra (2) de type infrarouge, - un second objectif (4) additionnel agencé pour coopérer avec le premier objectif (3) de manière à obtenir le pouvoir de résolution spatiale adapté pour le domaine spectral de fonctionnement des moyens de détection.35
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de traitement (5) sont configurés pour calculer la fonction de transfert de l'ensemble formé par le système optique (3, 4) et les moyens de détection pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse (10).
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de traitement (5) sont configurés pour appliquer l'émissivité prédéterminée de l'objet (1) pour obtenir le champ de température de la zone d'analyse (10). 10
10. Ensemble d'analyse multiphysique locale, caractérisé en ce qu'il comporte : - un dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, - un diffractomètre (9) de rayons X couplé au dispositif, et destiné à 15 émettre un faisceau de rayons X sur la zone d'analyse (10).5