Wat is een IR-fotodiode?
Een IR-fotodiode is een elektrisch onderdeel dat licht omzet in elektriciteit. Dit type component is specifiek ontworpen om te reageren op licht in het infraroodbereik. Communicatie, sensoren en beveiliging zijn drie applicaties die ze vaak gebruiken.
Alle fotodiodes gebruiken het foto-elektrisch effect om elektrische stroom uit licht te genereren. Wanneer fotonen van licht het oppervlak van een diode raken, worden elektronen op hun plaats "geslagen". Een lading treedt op wanneer het elektron wordt verplaatst. Continue blootstelling van een fotodiode aan licht zal een constante stroom van elektriciteit creëren. De hoeveelheid stroom komt overeen met de hoeveelheid licht die het oppervlak van de diode raakt.
Standaard fotodiodes creëren elektriciteit in reactie op zichtbaar licht. Een IR-fotodiode gebruikt een infraroodfilter om zichtbaar licht te blokkeren en laat alleen IR-golflengten van licht door. Dit vermindert het niveau van interferentie van achtergrondlicht en zorgt ervoor dat alleen stroom wordt gegenereerd wanneer infraroodlicht aanwezig is. Een IR-fotodiode is technisch in staat om continu elektriciteit te genereren door blootgesteld te worden aan infrarood licht.
De meeste van deze componenten worden echter niet gebruikt om energie te genereren, maar eerder om te detecteren wanneer een infraroodsignaal wordt ontvangen. Dit is handig voor communicatie op afstand. Televisies gebruiken bijvoorbeeld vaak infraroodfotodiodes om te detecteren wanneer een knop op een afstandsbediening wordt ingedrukt. Het IR-filter zorgt ervoor dat zonlicht deze regeling niet stoort. IR-fotodiodes kunnen ook worden gekoppeld met infraroodlasers. Hierdoor kunnen communicatiesignalen door de lucht worden verzonden en over zeer lange afstanden worden gedetecteerd.
IR-fotodiodes zijn ook nuttig als sensoren in robotica en beveiligingstoepassingen. Mobiele robots combineren vaak een fotodiode met een infrarood lichtemitterende diode (LED). Infrarood licht van de LED is onzichtbaar voor het menselijk oog, maar weerkaatst op vaste objecten zoals muren. Wanneer een robot een object nadert, detecteert de IR-fotodiode de reflectie van infraroodlicht. Hierdoor kan de robot stoppen voordat hij een muur of ander voorwerp raakt.
Beveiligingssystemen gebruiken deze componenten om indringers te detecteren. In deze toepassing kan de onzichtbare aard van infraroodlicht een aanzienlijk voordeel zijn. Een IR-lichtbron kan aan één kant van een deuropening of kamer worden geplaatst, met een IR-fotodiode aan de andere kant. De diode kan de constante straal infrarood licht detecteren, terwijl indringers de sensor niet kunnen zien. Als iemand de kamer binnenkomt en de IR-straal breekt, wordt het alarm geactiveerd.