Valodetektoreiden

Valodetektorit ovat laitteita, jotka havaitsevat valoa ja muuttavat sen sähköiseksi signaaliksi. Niitä käytetään laajasti tieteellisessä tutkimuksessa, teollisuudessa, lääketieteessä ja kuluttajatuotteissa.

Toimintaperiaate perustuu valon vuorovaikutukseen puolijohteissa. Fotoni voi luoda elektronipareja tai muuttaa johtavuutta riippuen materiaalin ominaisuuksista ja valon aallonpituudesta. Kun fotoni ylittää materiaalin bandgapin, syntyy signaali, joka voidaan vahvistaa ja lukea ulos. Eri aallonpituudet vaikuttavat herkkyyteen ja vasteaikaan materiaalin valovoiman ja rakenteen mukaan.

Yleisimmät valodetektoreiden tyypit ovat fotodiodeja (PIN- ja APD-tyypit), fototransistorit sekä fotoresistorit eli LDR:t. Kuvantamissovelluksissa käytetään myös CMOS- ja CCD-anturimoduuleita. Erikoistuneita sovelluksia varten on olemassa bolometreja, jotka mittaavat valosta aiheutuvaa lämpövaikutusta erityisesti infrapunaspektrissä. Tekniikka voi tarjota signaalin vahvistusta ja tukea laajaa taajuusvastealuetta sekä herkkyyttä.

Tärkeimmät suorituskykyyn vaikuttavat parametrit ovat responsiivisuus ja kvanttitehokkuus, kohina ja noise equivalent power (NEP), tunnistus- ja dynamiikkahaarukka sekä vasteaika. Valinta riippuu tarvittavasta herkkyydestä, spektristä ja käytettävästä mittausnopeudesta. Valodetektoreita kehitetään jatkuvasti paremmaksi pienemmässä koossa, suuremmalla dynaamisella alueella ja alhaisella energiankulutuksella.