Vad är fotodetektorer?
Fotodetektorer är anordningar som kan avkänna elektromagnetisk energi, vanligtvis ljus, som innehåller fotonpartiklar som är en typ av elektromagnetisk energi. Även om det finns många typer är de vanligaste mekaniska, biologiska, kemiska. Fotodetektorer kan också användas som termometrar - för att mäta strålning, för att generera spänning, för att förstärka en befintlig ström och för att spela in bilder. Växter använder till och med en form av fotodetektion för att styra deras tillväxt, eftersom deras celler reagerar på ljuset och växer mot det. Oavsett om det är naturligt eller konstgjort, alla fotodetektorer delar en gemensam princip: en reaktion som utlöses av närvaron av ljus.
Ett exempel på en mekanisk sensor av detta slag är ett lasersäkerhetssystem som upptäcker närvaron av laserljus och dess avbrott för att bestämma intrång och utlösa ett larm. Den mest kända biologiska sensorn är ögat, som upptäcker och reagerar på ljus för att tolka optiska signaler, som det sedan skickar till hjärnan som en bild. Fotografisk film är en av de enklaste formerna av kemiska sensorer - den använder ljus för att trycka in en bild på ytan. Fotografer utvecklar sin film i mörkrum för att undvika att förstöra den, om filmen har en kemisk reaktion på ljuset.
Med ett brett användningsområde visas fotodetektorer överallt från partikeldetekterande teleskoper till Large Hadron Collider till UV-känsliga solglasögon. De flesta fotodetektorer är kalibrerade för att detektera ljus och strålning på ett mycket specifikt spektrum, allt från ultraviolett till infrarött. Infraröda enheter, som värmesensorer och TV-fjärrkontroller, använder ljus på det infraröda spektrumet för att sända en signal, som fångas och tolkas av en detektor. När man trycker på en knapp på en TV-fjärrkontroll avger fjärrkontrollen en infraröd signal på en våglängd som är osynlig för det mänskliga ögat. TV: n bryter och tolkar signalen som ett kommando för att stänga av volymen, byta kanal eller slå på eller stänga av strömmen.
Beroende på deras syfte kan fotodetektorer ha en mängd andra funktioner. Till exempel använder halvledare och halvledarkretsar fotodetektorer för att leda en elektrisk ström genom att byta ljus till elektricitet. När halvledaren exponeras för ljus i sitt målspektrum, absorberar halvledarmaterialet fotoner som verkar på elektroner för att separera elektronhålhål och skapar elektroner i ett upphetsat tillstånd. Detta resultat tillåter elektronerna att resa fritt som ett ledande medium, vilket skapar en lysström . Den ledande handlingen gör halvledare till en viktig baskomponent i praktiskt taget all modern elektronik.