Introduction a l'optoélectronique

Généralités

La lumière est la source principale de la vie, elle est la source principale de l'énergie de la nature sans elle la vie n'est pas possible. Il existe rois théories pour décrire sa nature:

• La théorie de Newton dit que la lumière se propage de façon rectiligne et à grande vitesse.
• La théorie des ondulations soutient que la lumière consiste à l'énergie propagée dans un milieu sous forme d'onde électromagnétique. C'est ce qui expliquerait le phénomène de réflexion ou de réfraction et d'interférence.
• La théorie corpusculaire dit que la lumière est composée de particule d'énergie appelée photon.

Dans les trois théories une constante apparaît h=6,62x10^-34 ; c=6x10⁸ ; E=hv
h: constante de Planck
v: fréquence de l'onde.

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Spectre électromagnétique

L'optoélectronique est la science qui associe l'optique à la technologie de l'électronique. Elle est très récente (1960). La découverte de la technologie des semi-conducteurs et des LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) a permis à l'optoélectronique de passer de la théorie à la pratique.
A l'optoélectronique on se soucie à la partie du spectre optique qui se situe de l'ultra violet à l'infrarouge en passant par le spectre visible. Le rayonnement d'une source lumineuse se définit comme une émission de particule comportant plusieurs radiations élémentaires. Si on envoie sur un prisme de vers un rayon lumineux on distingue une décomposition, ce dernier en différentes allant du violet au rouge.

• Une lumière est dite monochromatique lorsqu'elle n'est constituée d'une seule radiation.
• Une lumière complexe se disperse grâce au phénomène de la dispersion en plusieurs lumières monochromatique.

Le spectre électromagnétique est formé de trois parties:

• Les ondes ultraviolettes
• Les ondes visibles
• Les ondes infrarouges

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On utilise l'infrarouge dans beaucoup d'application telles que les alarmes, la communication, la médecine.

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Quelques définitions

• Flux lumineux: c'est la quantité de lumière émise par unité de temps, il est exprimé en lumen (lm) ; ø=Q_L/t
• Eclairement lumineux: c'est le rapport entre le flux lumineux émis par une source et l'air de la surface qui reçoit ce flux. Il est exprimé en lux (lx) ; E=ø(lm)/S(m²)
• Intensité lumineuse: c'est le rapport entre le flux lumineux ø d'une source qui illumine une surface dans une direction donnée et l'angle solide de la source avec l'aire de détection, la source étant un point.

Angle solide: angle ayant son sommet au centre d'une sphère et découpant sur sa surface une aire égale à celle d'un carré qui aurait pour côté le rayon de la sphère exprimé en stéradian (str)