Certains voyageurs en ont déjà eu l'expérience : malgré des préoccupations quant au respect de l'intimité des personnes, des « scanners corporels » à ondes térahertz sont testés ou entrés en service dans plusieurs dizaines d'aéroports dans le monde, dont 19 aux États-Unis et un en France (à Roissy). Prenant la forme de portiques de détection, ces appareils mettent virtuellement à nu les passagers inspectés et révèlent, à travers les vêtements et les chaussures, d'éventuels objets ou substances dangereux, par exemple un couteau ou un liquide explosif (voir les figures 1 et 7). Ces dispositifs voués à la sécurité des transports aériens témoignent de l'essor spectaculaire qu'a connu ces dernières années la technologie des ondes millimétriques et térahertz.
Parfois nommées rayons T, les ondes térahertz sont, comme les ondes radio ou la lumière, des ondes électromagnétiques. Elles appartiennent à une gamme de fréquences qui est longtemps restée peu accessible et peu utilisée, faute de sources et de détecteurs adéquats. Mais récemment, grâce aux avancées de la technologie des semi-conducteurs, les scientifiques ont réalisé en laboratoire des lasers peu coûteux, qui émettent dans le domaine du térahertz et qui fonctionnent à une température proche de l'ambiante : un progrès décisif, prometteur pour nombre d'applications.
En médecine, en chimie et dans tous les domaines où l'on souhaite préserver intacte la matière et vivants les organismes, les rayons T offrent un grand intérêt pour caractériser finement, sans contact, les composants d'une substance solide, liquide ou même gazeuse. En astronomie, des détecteurs d'ondes térahertz peuvent révéler des signatures spectroscopiques de certains éléments chimiques ou molécules, et compléter les données recueillies dans d'autres gammes de longueurs d'onde. Quant aux spécialistes de la sécurité, ils utilisent déjà ce type de rayonnement pour dévoiler des armes cachées et invisibles aux rayons X, ainsi que pour déceler à plusieurs mètres de distance de la drogue ou des explosifs.
Plus globalement, les applications potentielles de la technologie térahertz abondent, mais elles ne se généraliseront que si les scientifiques mettent au point des sources et détecteurs à la fois efficaces et compacts. Or c'est précisément ce qui en train de se produire.
Des rayons non ionisants, mais pénétrants
Cet article se propose de faire le point sur ce domaine en pleine émergence. On commencera par rappeler ce qu'est le rayonnement térahertz et quelles sont ses propriétés. On enchaînera sur les techniques permettant de le produire et de le détecter. On décrira ensuite les avantages et inconvénients de ce rayonnement en liaison avec certaines applications, puis on conclura par quelques commentaires sur l'état général d'avancement de cette technologie.
Dans le spectre des ondes électromagnétiques, le domaine du térahertz s'étend d'environ 100 gigahertz à quelques milliers de gigahertz, soit quelques térahertz (1 gigahertz (GHz) = 109 hertz, 1 térahertz (THz) = 1 000 gigahertz). Cela correspond à des longueurs d'onde comprises entre une trentaine de micromètres et deux ou trois millimètres. Autrement dit, le domaine térahertz est compris entre l'infrarouge et
