Was sind Fotodetektoren?

Photodetektoren sind Geräte, die elektromagnetische Energie erfassen können, typischerweise Licht, die Photonenpartikel enthält, die eine Art elektromagnetische Energie sind. Obwohl es viele Arten gibt, sind die häufigsten mechanisch, biologisch und chemisch. Fotodetektoren können auch als Thermometer verwendet werden, um Strahlung zu messen, Spannung zu erzeugen, einen vorhandenen Strom zu verstärken und Bilder aufzuzeichnen. Pflanzen verwenden sogar eine Form der Fotodetektion, um ihr Wachstum zu leiten, während ihre Zellen auf das Licht reagieren und darauf aufwachsen. Ob natürlich oder künstlich, alle Fotodetektoren haben ein gemeinsames Prinzip: eine Reaktion, die durch das Vorhandensein von Licht ausgelöst wird. Der am häufigsten bekannte biologische Sensor ist das Auge, das nach Licht erfasst und reagiert, um optische Signale zu interpretieren, die es dann als IM an das Gehirn sendetAlter. Der Fotografiefilm ist eine der einfachsten Formen chemischer Sensoren - sie verwendet Licht, um ein Bild auf seine Oberfläche zu beeindruckt. Fotografen entwickeln ihren Film in Dunkelkammer, um es zu vermeiden, wenn der Film eine chemische Reaktion auf das Licht hat.

Mit einer Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten treten Fotodetektoren überall von Partikeln zur Erdeckung von Teleskopen über den großen Hadron-Kollider bis hin zu UV-sensitiven Sonnenbrillen auf. Die Mehrheit der Fotodetektoren wird kalibriert, um Licht und Strahlung in einem sehr spezifischen Spektrum zu erkennen, das von Ultraviolett bis Infrarot endet. Infrarotgeräte wie Wärmesensoren und Fernsehbedienungen im Fernsehen verwenden Licht im Infrarotspektrum, um ein Signal zu übertragen, das von einem Detektor erfasst und interpretiert wird. Wenn eine Taste auf einer Fernsehbedienung des Fernsehsenders gedrückt wird, emittiert die Fernbedienung ein Infrarotsignal auf eine Wellenlänge, die für das menschliche Auge unsichtbar ist. Die Fernseherabschnitt und intErpretiert das Signal als Befehl, um das Volumen nach unten zu drehen, den Kanal zu ändern oder die Stromversorgung ein- oder auszuschalten.

Abhängig von ihrem Zweck können Fotodetektoren eine Vielzahl anderer Funktionen haben. Beispielsweise verwenden Halbleiter und halbleitende Schaltkreise Fotodetektoren, um einen elektrischen Strom durch das Licht in Elektrizität zu führen. Wenn der Halbleiter in seinem Zielspektrum Licht ausgesetzt ist, nimmt das Halbleitermaterial Photonen ab, die auf Elektronen wirken, um Elektronenlochpaare zu trennen und Elektronen in einem angeregten Zustand zu erzeugen. Dieses Ergebnis ermöglicht es den Elektronen, sich frei als leitendes Medium zu bewegen, was ein Photocurrent erzeugt. Diese leitende Aktion macht Halbleiter zu einer wichtigen Basiskomponente praktisch aller modernen Elektronik.