Qu’est-ce qu’un photodétecteur et à quoi sert-il ? Pour vous, nous répondons à ces questions et vous parlons des différentes variantes que l’on peut rencontrer.
Un photodétecteur, c’est quoi ?
Appelé également détecteur photosensible, détecteur optique ou détecteur de lumière, celui-ci a pour vocation d’emmagasiner de la lumière et de la transformer en un courant électrique, une tension électrique, c’est à dire une grandeur mesurable. Pour cela, son dispositif est doté d’un capteur à fibre optique. Il existe différentes sortes de photodétecteurs et ils se distinguent en deux catégories principales, les photodétecteurs simples et les photodétecteurs multiples.
Les photodétecteurs simples
Parmi les photodétecteurs simples, on trouve le photomultiplicateur, le photoconducteur, le photodiode et le photodiode à avalanche. Le premier, appelé également phototube ou tube photomultiplicateur, a été conçu dans le but de détecter les photons. Il s’agit d’un tube électronique qui sera capable de compter les photons individuellement. Il sera efficace de l’ultraviolet à l’infrarouge proche et proposera un temps de réponse équivalent à une nanoseconde. Lorsqu’il est exposé à la lumière, l’effet photoélectrique va détacher les électrons d’un métal, puis des dynodes vont permettre d’amplifier le courant électrique obtenu grâce au phénomène d’émission secondaire. Le principe du photoconducteur est quant à lui lui basé sur le principe de la photoconductivité, qui se produit lorsque la résistance électrique d’un corps varie suite à l’exposition à un rayonnement électromagnétique du domaine du spectre lumineux.
Ensuite, la photodiode est un composant semi-conducteur qui permet de capter un rayonnement du domaine optique et d’en faire un signal électrique. Enfin, Les photodiodes à avalanche possèdent un mécanisme d’amplification interne. Des photons sont à l’origine de paires électron-trou, qui accélèrent grâce à la tension appliquée de l’extérieur, puis d’autres électrons entrent dans la bande de conduction. Ces derniers vont stocker de l’énergie et permettre l’arrivée d’autres électrons dans la bande de conduction. Par ce principe, on peut obtenir un coefficient multiplicateur de plusieurs centaines.
Les photodétecteurs multiples
Dans cette catégorie, on trouve le détecteur quatre quadrants. Celui-ci est basé sur 4 photodiodes en silicium. Il n’y a pas d’espace-mort entre chaque APD, l’intégralité du signal est ainsi détectée. Un détecteur sensible à la position, appelé aussi position sensitive detector, en anglais, possède le même principe qu’une photodiode normale. Un photo courant est produit lorsque le laser arrive sur la surface active et se dirige vers les secteurs p et n. Par contre, il est doté de plusieurs contacts électriques et va donc distribuer le courant vers ces derniers en fonction de la position de la tache laser. Enfin, le photodétecteur à transfert de charges comporte une série d’éléments semi-conducteurs étant en mesure de stocker une charge électrique. Suite à une impulsion du signal de commande, chaque élément va envoyer sa charge sur l’élément adjacent.
Les photodétecteurs, simples ou multiples, vont donc vous permettre de capter de la lumière et de la métamorphoser en électricité. Leur sensibilité, leur temps de réponse et leurs capacités changent, mais leur objectif reste le même…