Fotodetektorid

Fotodetektorid on seadmed, mis teisendavad valguse elektriliseks signaaliks. Nad võimaldavad valguse intensiivsuse, spektri ja kujutiste mõõtmist ning neid kasutatakse nii optilises kommunikatsioonis, teadusuuringutes kui tööstuslikes maisustes. Peamiselt on fotodetektorid pooljuhid, kuid kasutuses on ka fototuumad, maagid ja kiudoptika detektorid.

Tööpõhimõte põhineb valguse tekitatud elektron-aukpaaride moodustamisel pooljuhendis või fotosensitiivsel materjalil. Erinevad detektoritüübid eristuvad struktuuri ja tööviisi poolest. Fotodiodeid (sealhulgas PIN- ja APD-d) kasutatakse lineaarse ja suure tundlikkusega helistuste jaoks; fototransistorid annavad loomulikult tugeva voolu reaktsiooni valgusele. Fotomultiplaatorid pakuvad väga suurt tundlikkust, kuid on suuremad ja vajavad kõrgeid pingeid. Fotokonduktiivsete lahenduste hulka kuuluvad CdS ja sarnased materjalid, mis muutuvad valguse mõjul nende vastupanuvõimes. Kaamerate ja kiudoptilistes süsteemides kasutatakse CCD- ja CMOS kiipe sensorina, mis toodab eeskujul pildiandmeid.

Materjalid sõltuvad spektrist: silikoon ja germaanium tavaliseks nähtsaksi, III-V ühendmaterjalid (GaAs, InGaAs, InP) laiemale või läätse spektrile; UV-detektorid võivad kasutada GaN või SiC materjale. Olulised omadused on vastuslikkus (responsivity), kvantitatiivne efektiivsus, spektriline vahemik, reageerimisaeg, müratase ja detektiivsus D*. Lisaks mõõdetakse dünaamiline ulatus ja lineaarsus. Fotodetektoreid kasutatakse laialdaselt näiteks optilises side, spektroskoopias, LIDAR-is, meditsiinis ja tööstuslikus automatiseerimises.