Que sont les photodétecteurs?
Les photodétecteurs sont des dispositifs capables de détecter de l'énergie électromagnétique, généralement de la lumière, qui contiennent des particules de photons qui sont un type d'énergie électromagnétique. Bien qu'il existe de nombreux types, les plus courants sont mécaniques, biologiques, chimiques. Les photodétecteurs peuvent également être utilisés comme thermomètres - pour mesurer le rayonnement, générer de la tension, amplifier un courant existant et enregistrer des images. Les plantes utilisent même une forme de photodétection pour guider leur croissance, alors que leurs cellules réagissent à la lumière et se développent vers elle. Naturels ou artificiels, tous les photodétecteurs partagent un principe commun: une réaction déclenchée par la présence de lumière.
Un exemple de capteur mécanique de ce type serait un système de sécurité laser qui détecte la présence de la lumière laser et son interruption, afin de déterminer les intrusions et de déclencher une alarme. Le capteur biologique le plus connu est l'œil, qui détecte et réagit à la lumière pour interpréter les signaux optiques, qu'il envoie ensuite au cerveau sous forme d'image. Le film photographique est l’une des formes les plus simples de capteurs chimiques: il utilise la lumière pour imprimer une image sur sa surface. Les photographes développent leurs films dans les chambres noires pour éviter de les endommager si le film réagit chimiquement à la lumière.
Les photodétecteurs sont utilisés dans de nombreux domaines, des télescopes à détection de particules au grand collisionneur de hadrons, en passant par les lunettes de soleil sensibles aux rayons UV. La majorité des photodétecteurs sont calibrés pour détecter la lumière et les rayonnements sur un spectre très spécifique, allant de l'ultra-violet à l'infrarouge. Les périphériques infrarouges, tels que les capteurs de chaleur et les télécommandes de télévision, utilisent la lumière sur le spectre infrarouge pour transmettre un signal qui est capturé et interprété par un détecteur. Lorsque vous appuyez sur un bouton d'une télécommande de télévision, celle-ci émet un signal infrarouge sur une longueur d'onde invisible à l'œil humain. Le téléviseur intercepte et interprète le signal comme une commande visant à baisser le volume, à changer de chaîne, à allumer ou éteindre.
En fonction de leur objectif, les photodétecteurs peuvent avoir diverses autres fonctions. Par exemple, les semi-conducteurs et les circuits semi-conducteurs utilisent des photodétecteurs pour conduire un courant électrique en transformant la lumière en électricité. Lorsque le semi-conducteur est exposé à la lumière dans son spectre cible, le matériau semi-conducteur absorbe les photons agissant sur les électrons pour séparer les paires électron-trou et créer des électrons dans un état excité. Ce résultat permet aux électrons de voyager librement en tant que milieu conducteur, ce qui crée un photocourant . Cette action conductrice fait des semi-conducteurs un composant de base essentiel de pratiquement toute l'électronique moderne.