Comportement des détecteurs infrarouges en général, et de PHOT-C200 en particulier

Les détecteurs infrarouges ont des comportements particuliers et parfois mal compris qui affectent les données et rendent leur analyse difficile. Effets de mémoire et pics spontanés peuvent limiter la sensibilité des observations ou induire des incertitudes de plusieurs dizaines de pourcents sur la photométrie.

Les détecteurs sont des photoconducteurs utilisés à basse température, typiquement 3K. Ils présentent systématiquement des effets de mémoire: leur réponse après une variation d'illumination n'est pas instantanée et dépend de ce qui a été observé précédemment. Ces effets induisent des incertitudes sur les flux jusqu'à parfois 50% sur la photométrie. Les comprendre pour les corriger est un enjeu majeur du traitement des données.

Les observations infrarouges étant par nature rares et couteuses, le temps d'observation pour une ligne de visée est généralement très court par rapport au temps de stabilisation des détecteurs. Les données pour lesquelles le signal se stabilise sont rares: quelques mesures au sol avant le vol et en vol. Avec ISO, elles ont été analysées entre autres par [Coulais & Abergel(2000),Coulais et al.(2000)]. En fonction de la marche de flux et de la nature du détecteur, ils trouvent que la stabilisation vers le flux final peut être ajustée empiriquement ou complètement modélisée physiquement.

Il existe d'autres effets que les effets de mémoire. Certains comportements à grande longueur d'onde a priori chaotiques de ``pics spontanés'' (spontaneous spiking) apparaissent, causant un accroissement brutal de signal du détecteur, et semblent dus à l'apparition de charges par une cause extérieure.

Les instruments d'ISO n'échappent pas à la règle. Les effets de mémoire sont observés sur tous les types de détecteurs, et sont correctement corrigés sur les détecteurs Si:Ga de la voie LW d'ISOCAM dans l'infrarouge moyen avec l'aide d'un modèle non-linéaire et de la redondance des observations [Coulais & Abergel(2000),Miville-Deschenes et al.(2000)]. A plus grande longueur d'onde, les détecteurs en Ge:Ga sont moins bien compris et seul un ajustement empirique est disponible, et par ailleurs les pics spontanés ne sont pas traités.

Sur PHOT-C, les détecteurs de la caméra C100 en Ge:Ga présentent le plus de symptômes de tous ces effets. Au-delà de 120 $\mu$m, les détecteurs de la caméra C200, en Ge:Ga comprimée, ont un comportement beaucoup plus stable: les pics spontanés n'ont pas été observés, et les effets de transitoires n'excèdent pas 15% : nous effectuons une correction qui utilise la redondance des observations (voir section 3.5).