¿Qué son los fotodetectores?

Los fotodetectores son dispositivos capaces de detectar energía electromagnética, típicamente luz, que contiene partículas de fotones que son un tipo de energía electromagnética. Aunque hay muchos tipos, los más comunes son mecánicos, biológicos, químicos. Los fotodetectores también se pueden usar como termómetros: para medir la radiación, generar voltaje, amplificar una corriente existente y grabar imágenes. Las plantas incluso usan una forma de fotodetección para guiar su crecimiento, ya que sus células reaccionan a la luz y crecen hacia ella. Ya sea natural o artificial, todos los fotodetectores comparten un principio común: una reacción desencadenada por la presencia de luz.

Un ejemplo de un sensor mecánico de este tipo sería un sistema de seguridad láser que detecta la presencia de luz láser y su interrupción para determinar intrusiones y activar una alarma. El sensor biológico más comúnmente conocido es el ojo, que detecta y reacciona a la luz para interpretar las señales ópticas, que luego envía al cerebro como una imagen. La película fotográfica es una de las formas más simples de sensores químicos: utiliza la luz para imprimir una imagen en su superficie. Los fotógrafos desarrollan su película en cuartos oscuros para evitar arruinarla, en caso de que la película tenga una reacción química a la luz.

Con una amplia gama de usos, los fotodetectores aparecen en todas partes, desde telescopios de detección de partículas hasta el Gran Colisionador de Hadrones y gafas de sol sensibles a los rayos UV. La mayoría de los fotodetectores están calibrados para detectar luz y radiación en un espectro muy específico, desde ultravioleta hasta infrarrojo. Los dispositivos infrarrojos, como los sensores de calor y los controles remotos de televisión, usan luz en el espectro infrarrojo para transmitir una señal, que es captada e interpretada por un detector. Cuando se presiona un botón en un control remoto de televisión, el control remoto emite una señal infrarroja en una longitud de onda invisible para el ojo humano. El televisor intercepta e interpreta la señal como un comando para bajar el volumen, cambiar el canal o encender o apagar la alimentación.

Dependiendo de su propósito, los fotodetectores pueden tener una variedad de otras funciones. Por ejemplo, los semiconductores y los circuitos semiconductores utilizan fotodetectores para conducir una corriente eléctrica cambiando la luz por electricidad. Cuando el semiconductor se expone a la luz en su espectro objetivo, el material semiconductor absorbe los fotones que actúan sobre los electrones para separar pares de electrones y crear electrones en un estado excitado. Este resultado permite que los electrones viajen libremente como medio conductor, lo que crea una fotocorriente . Esta acción conductora convierte a los semiconductores en un componente básico clave de prácticamente todos los dispositivos electrónicos modernos.