Valodetektoreita

Valodetektoreita ovat laitteet, jotka muuntavat valon sähköiseksi signaaliksi tai virraksi. Niitä käytetään sekä mittauksissa että kuvantamisessa, sekä valonlähteiden hallinnassa ja tietoliikenteessä. Valodetektorit jaetaan useisiin pääkategorioihin riippuen niiden toimintaperiaatteesta ja sovelluksesta.

Fotodiodit ovat yleisimmin käytettyjä valodetektoreita. Ne tuottavat sähköisen nykyvirran valon intensityyn perusteella. PIN- ja APD-tyypit tarjoavat erilaisia herkkyys- ja nopeusominaisuuksia, ja ne soveltuvat sekä mittauksiin että signaalinkäsittelyyn. Fotomultiplierit ovat erittäin herkkiä ja voivat havaita erittäin pienen valon määrän, mutta ne ovat suurempia ja tarvitsevat korkean jännitteen. Kuvantamismoduulit, kuten CCD- ja CMOS-anturit, muuntavat valon sähköiseksi varauksiksi, jotka tallennetaan pikseleihin ja muutetaan lopulta digitaaliseksi kuvaksi. Infra-alueen valon havaitsemiseen käytetään termisiä (bolometrisia) detektoreita, jotka mittaavat valon aiheuttamaa lämpötilamuutosta ja ovat erityisen herkkiä pitkän aallonpituuden säteilyyn. Muita teknologioita ovat esimerkiksi fotokonduktiiviset ja kvantti-pohjaiset detektorit, joita käytetään erityistarpeissa.

Tärkeitä suorituskykyparametreja ovat responsivity (A/W), spektrinen vastealue, dark current ja kohina, dynamiikka sekä vasteaika ja lineaarisuus. Detektoreiden valinta riippuu sovelluksesta: valokuvauksen ja biometrian, spektroskopian ja astronomian, telekommunikaation ja LIDAR:n sekä teollisten ja turvallisuussovellusten tarpeista.

Historiaa taustaa voidaan pitää valon sähköisen havaitsemisen kehityksen jatkuvana prosessina: fotodiodien, fotomultiplierien sekä kuvantamisteknologian kehitys on johtanut nykyisiin kattaviin valodetektoriratkaisuihin, jotka kattavat kiinteäkennoiset ja hybridejä järjestelmiä.