Capteurs à fibre optique

Maintenant que nous avons couvert les sources optiques, nous allons parler des capteurs optiques (photodétecteurs). Ce sont des dispositifs qui transforment l’énergie optique en énergie électrique qui peut être utilisée par un téléphone, un ordinateur, etc.

Les différences entre les différents types de photodétecteurs sont minimes. Ces appareils sont tous des variantes découlant du même principe. Cinq paramètres importants sont essentiels à la compréhension des détecteurs optiques :

• Sensibilité du détecteur : il s’agit du rapport entre le courant de sortie et la puissance optique d’entrée. Cela permet de mesurer l’efficacité du dispositif en évaluant la quantité d’énergie perdue.
• Temps de réponse : il s’agit de la rapidité avec laquelle le détecteur peut réagir aux variations de l’intensité lumineuse d’entrée.
• Bruit : le niveau de bruit (interférences) produit par le dispositif est essentiel à son fonctionnement lorsque les niveaux de lumière d’entrée sont faibles.
• Plage d’efficacité lumineuse spectrale : il s’agit de la plage des longueurs d’ondes (bande passante) sur laquelle le dispositif fonctionne.

Il est important de comprendre le rôle des différences de caractéristiques entre les trois principaux types de photodétecteurs :

• Photodiodes à avalanche

Dans ces dispositifs de type semi-conducteurs, la lumière est absorbée dans une zone d’appauvrissement et génère un courant photoélectrique. Ils sont généralement définis par leur temps de réponse moyen et leur plage d’efficacité lumineuse spectrale. Ils sont cependant très sensibles à la lumière, ce qui signifie que très peu d’énergie est perdue. Ils produisent un gain interne mais sont généralement bruyants.

• Photoconducteurs

Ce sont les détecteurs optiques les plus simples qui soient mais également ceux considérés comme étant les plus lents. La plage d’efficacité lumineuse spectrale est restreinte et ces dispositifs sont généralement utilisés pour les grandes longueurs d’onde. Ils ont une sensibilité inférieure à la moyenne mais produisent un gain interne.

• Photodétecteurs de jonction msm

Ceux-ci se caractérisent par une plage d’efficacité lumineuse spectrale très élevée et un temps de réponse rapide, généralement supérieurs aux deux modèles précédents. Ils ne sont pas aussi sensibles et ne produisent aucun gain interne.

En conclusion, les détecteurs optiques transforment les signaux optiques en signaux électriques. Chaque dispositif est défini en fonction de sa sensibilité, de son temps de réponse, de son niveau de bruit, de sa plage d’efficacité lumineuse spectrale et de son gain. Les trois grandes catégories de dispositifs sont les photodiodes, les photoconducteurs et les photodétecteurs de jonction msm.

Merci d’avoir suivi a session d’apprentissage LambdaGain. Consultez la version vidéo de ce tutoriel afin de mieux comprendre les photodétecteurs, ainsi que notre prochain chapitre, qui portera sur les systèmes de communication optiques.