Mesures en photoréception

La disponibilité, au niveau industriel, de fibres optiques à très faibles pertes dans le domaine spectral compris entre 0,8 et 2 µm de longueur d’onde a déclenché de nouvelles activités de recherche et de développement sur les matériaux, et sur les composants issus de ces matériaux, susceptibles d’émettre et de détecter les radiations de ce domaine spectral.

Au niveau des sources de lumière raisonnablement utilisables dans les systèmes de transmission par fibres, les matériaux issus d’éléments des colonnes III et V de la classification de Mendeleïev connaissent un essor technologique considérable : les transitions électroniques qui prennent naissance dans ces semiconducteurs sont directes, donc très probables, et les différentes compositions permettent une grande variété de bandes d’énergie interdites, donc de longueurs d’onde d’utilisation.

La situation est assez claire en ce qui concerne les matériaux et les dispositifs photodétecteurs utilisables aux longueurs d’onde comprises entre 0,8 et . L’effort technologique de recherche sur le silicium se maintient depuis plusieurs années sur des applications nombreuses et diverses, ce qui explique que ce matériau soit très bien connu, en comparaison de matériaux III‐V et II‐VI susceptibles de résoudre la même fonction dans les mêmes domaines spectraux. Les structures actuellement élaborées sur le silicium ont atteint un degré de complexité assez élevé.

La première partie de cet article traite du mode de fonctionnement de la jonction PN en compteur de photons, dont l’optimisation en sensibilité, rapidité et valeur de capacité de jonction conduit à la structure PIN.

Les techniques de mesure de paramètres fondamentaux sont décrites en paragraphe 2, au terme duquel quelques résultats expérimentaux seront présentés.

La troisième partie contient les bases théoriques et la description de la structure de la jonction à multiplication interne par avalanche, élaborée sur silicium. Ce modèle structural est utilisé par les chercheurs et les techniciens qui se penchent actuellement sur les jonctions à avalanche dans les matériaux adaptés à la photodétection aux longueurs d’onde plus grandes. Les techniques de mesure de gain et du bruit associé y seront également développées 3.2.

En conclusion 4, nous soulignerons les aspects difficiles de métrologie (photométrie, étalons, etc.), avant de résumer les conditions d’utilisation de ces deux types de composants dans les sous‐ensembles constitutifs des systèmes.