fotodetektor

Fotodetektor är en enhet som omvandlar ljus till en elektrisk signal. Den fungerar vanligtvis genom att fotonerationen absorberas i ett halvledarmaterial och generar elektron–hålpar. I detektorer som används med omvänd bias ligger den resulterande strömmen i stort sett i proportion till ljusstyrkan. Denna grundprincip används i flera detektorfamiljer med olika hastighet, känslighet och spektral respons.

De viktigaste grupperna är fotodioder, avalanche-fotodioder APD, fotomultiplikatorer PMT samt bildsensorer som CCD- och CMOS-sensorer. Fotodioder kan arbeta i fotokonduktivt läge eller fotovoltaiskt läge och uppnår hög hastighet när spänningen ökas, tack vare minskad junctionkapacitans. APD-ekvilvoten ger intern förstärkning via avloppaspotentialer men kräver högre driftspänning. PMT:s ger mycket hög gain genom flera dynoder och används där mycket lågt ljus måste detekteras. Bildsensorer används som tvådimensionella sensoromkretsar i kameror och instrument, där man ofta arbetar i integrerad eller fortlöpande avläsning.

Materialvalen styrs av våglängdsområde och kostnad. Silikon klarar synligt till nära UV, medan Ge och InGaAs används för nära-IR och infraröd strålning. Viktiga egenskaper inkluderar responsivitet eller kvantisk effektivitet, mörkström, brus, dynamiskt omfång och bandbredd. Användningsområden spänner från telekommunikation och fiberoptik till spektroskopi, medicinsk bildning, miljöövervakning samt forskningsinstrument inom fysik och astronomi. Valet av detektor beror på applikationens krav på våglängd, känslighet och hastighet.