Brevet FR2658605A1 — publié le 19910823

DISPOSITIF PHOTODETECTEUR NOTAMMENT POUR REFLECTOMETRE La présente invention concerne un dispositif photodétecteur, notamment, mais non exclusivement pour réflectomètre. De façon plus précise l'invention concerne un dispositif photodétecteur comportant un circuit de polarisation de l'élément photodétecteur d'un réflectomètre ou d'un autre appareil comportant des exigences similaires quant à la polarisation de l'élément photodétecteur. Les réflectomètres sont des appareils permettant de faire des mesures d'attenuation dans des conducteurs lumineux afin de localiser dans le conducteur des défauts ou des raccords défectueux ou d'optimiser la réalisation de connecteurs ou d'épissures entre deux éléments conducteurs lumineux. Un réflectomètre comprend essentiellement un coupleur optique pour relier le réflectomètre au conducteur optique à tester, un laser pulsé pour appliquer au conducteur optique via le coupleur, un signal lumineux, et un détecteur pour recueillir et traiter, via le connecteur, la lumière rétro-diffusée par le conducteur à tester. Le signal rétro-diffusé fournit une image complète du conducteur testé. Cette image comprend plusieurs éléments des réflexions de Fresnel provenant de cassures, de connecteurs ou de certaines épissures du conducteur optique; et des courbes décroissantes correspondant à la diffusion de Rayleigh dans les portions courantes du conducteur optique. Le composant d'entrée du réflectomètre est constitué par un dispositif photodétecteur qui reçoit le signal lumineux rétro-diffusé.Le dispositif photodétecteur comprend une photodiode à avalanche et un circuit de polarisation. La photodiode doit présenter un produit gain x bande passante aussi grand que possible. En outre il est nécessaire que la relation entre l'intensité du signal lumineux recueilli et le signal électrique délivré par la photodiode soit aussi linéaire que possible. Lors de la réflexion de Fresnel, le signal lumineux rétrodiffusé présente un pic très important par rapport au signal lumineux recueilli lors de la réflexion de Rayleigh. Il est donc nécessaire de protéger la photodiode lors de l'apparition des pics de Fresnel en limitant le courant qui la traverse dans ce cas. Un objet de l'invention est de fournir un dispositif photodétecteur, notamment pour réflectomètre, qui satisfasse aux critères énoncés ci-dessus. Un dispositif photodétecteur, selon l'invention, comprend une photodiode pour élaborer un courant de mesure en réponse à la réception d'un signal lumineux et un circuit d'alimentation, et il se caractérise en ce que ledit circuit d'alimentation comprend : un générateur de tension constante pour appliquer une tension aux bornes de ladite photodiode, des moyens pour déconnecter automatiquement ledit générateur de tension lorsque le courant de mesure dépasse une valeur déterminée et des moyens résistifs pour limiter ledit courant de mesure lorsque ladite source de tension est déconnectée de ladite photodiode. De préférence le générateur de tension comprend une capacité de compensation et les moyens de déconnexion automatiques sont montés entre une des électrodes de ladite photodiode et une des bornes de ladite capacité. De toutes façons l'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit d'un mode de réalisation de l'invention donné à titre d'exemple non limitatif. La description se réfère à la figure unique annexée qui montre les circuits d'un dispositif photodétecteur selon l'invention. En se référant à la figure unique, on va décrire un mode préféré de réalisation du dispositif photodétecteur. Une photodiode à avalanche 12, qui constitue l'élément photodétecteur du dispositif, est montée entre la masse M et l'alimentation "haute tension" 14 par l'intermédiaire d'une résistance de charge RL et d'une résistance R de limitation de courant. Le point A situé entre la cathode de la photodiode 12 et la résistance R est relié au point milieu B d'un diviseur de tension par l'intermédiaire d'une diode de commutation D. Le diviseur de tension est formé par les résistances RB1 et RB2 respectivement montées entre le point B et la ligne 14 et entre le point B et la masse M. Le circuit de polarisation de la photodiode 12 est complété par une capacité de compensation C montée entre le point B et la sortie 16 d'un amplificateur 18 monté en amplificateur suiveur de gain 1.L'entrée de l'amplificateur 18 est reliée au point E situé entre l'anode de la photodiode 12 et la résistance de charge RL. La capacité C du circuit de polarisation a pour fonction de compenser la capacité parasite de la photodiode 12. L'amplificateur 18 a pour fonction de réaliser une impédance élevée à la sortie de mesure du dispositif photodétecteur.. Le signal de mesure est prélevé entre la masse M et la sortie 16 de l'amplificateur 18. Ce signal est appliqué à des circuits de traitement non représentés sur la figure. Dans la plage de fonctionnement normale de la photodiode 12 le circuit de polarisation polarise la photodiode 12 sous tension constante. On obtient ainsi une relation entre l'énergie lumineuse reçue par la photodiode et le courant délivré qui présente une très bonne linéarité, ce qui est indispensable dans le cas d'un réflectomètre. Cette linéarité est obtenue pour toute la plage d'énergie lumineuse correspondant à la réflection de Rayleigh. Lorsque le courant IR qui circule dans la photodiode 12 augmente, ce qui se produit à l'apparition d'un pic de Fresnel, la tension aux bornes de la résistance R augmente. Lorsque cette tension atteint une valeur prédéterminée la diode de commutation D est polarisée en inverse (potentiels aux points A et B). La diode D n'est plus conductrice. Le circuit de polarisation en tension de la photodiode est donc déconnecté. La pointe de courant 1R est limitée par la résistance R. Lorsque la pointe de courant disparaît (fin du pic de Fresnel) la tension au point A reprend sa valeur normale et la diode D est à nouveau conductrice. La photodiode reçoit sa tension normale de polarisation. Cette protection est strictement indispensable puisque lors de la réception d'un pic de Fresnel le signal de mesure peut être multiplié par 100. I1 est important de souligner que le dispositif photodétecteur présente d'autres avantages. Lorsque la diode D ne conduit plus, la capacité de compensation C est effectivement déconnectée. La capacité C ne se comporte donc pas comme un générateur de tension alternative. Elle ne risque donc pas, lors des phénomènes transitoires, d'endommager la photodiode 12. En outre la photodiode 12 est neutrodynée puisqu'elle est effectivement polarisée entre les points A et E. Cela permet de compenser la capacité parasite de la photodiode 12 puisque les variations de tensions sur la cathode suivent celles de son anode. La bande passante du circuit dispositif n'est donc pas limitée par la capacité parasite de la photodiode. REVENDICATIONS 1 - Dispositif photodétecteur comprenant une photodiode pour élaborer un courant de mesure en réponse à la réception d'un signal lumineux et un circuit d'alimentation caractérisé en ce que ledit circuit d'alimentation comprend : un générateur de tension (RB1, RB2) pour appliquer une tension constante aux bornes de ladite photodiode (12), des moyens (13) pour déconnecter automatiquement ledit générateur de tension lorsque le courant de mesure dépasse une valeur déterminée et des moyens résistifs (R) pour limiter ledit courant de mesure lorsque ledit générateur de tension est déconnecté de ladite photodiode. 2 - Dispositif photodétecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur de tension comprend une capacité (C) et en ce que les moyens de déconnexion automatiques (D) sont montés entre une des électrodes de ladite photodiode (12) et une des bornes de ladite capacité (C). 3 - Dispositif photodétecteur selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de déconnexion comprennent une diode. 4 - Dispositif phtodétecteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite diode est polarisée par ledit générateur de tension selon un mode neutrodyné.