Composants détecteurs pour liaisons par fibres optiques - Caractérisation et techniques de mesure

Dans ce document, nous avons porté notre attention sur les structures photodétectrices, jonctions souvent complexes conçues et optimisées pour remplir les fonctions suivantes :

• détection de flux énergétiques de faibles valeurs en sortie de liaisons de transmissions numériques et analogiques ;

• détection de contrôle d'émission, en tête de liaison de transmission ou en regard d'un émetteur laser de pompage optique dans un amplificateur à fibre ou oscillateur local dans un étage de détection hétérodyne.

Les longueurs d'onde du domaine spectral considéré sont comprises entre λ _0min  = 0,8 µm et λ _0max  = 2 µm. Trois types de structures s'imposent, de géométries très différentes et, par voie de conséquence, de technologies de réalisation, caractéristiques physiques et domaines d'utilisation également très différents :

• les structures planar éclairées par l’onde en sortie d'une fibre multimode, surfaces sensibles circulaires de grand diamètre par rapport à la longueur d'onde centrale du spectre incident ;

• les structures planar éclairées par l’onde en sortie d'une fibre monomode, surfaces sensibles circulaires de petit diamètre ;

• les structures conçues et réalisées sur les modèles des guides diélectriques, optimisées pour les applications en transmission à très hauts débits en sortie de liaisons par fibres monomodes.

La première partie de cet article est un rappel de la photoconduction et des modes de fonctionnement des structures PIN et des photodiodes en régime d’avalanche.

Les principes de base des techniques de mesure de paramètres fondamentaux et caractéristiques essentielles sont décrits dans la seconde partie. Quelques résultats expérimentaux sont présentés.