lichtdetectie

Lichtdetectie is het proces waarbij elektromagnetische straling, meestal in het zichtbare spectrum maar ook in het nabij- en verre infrarode gebied, wordt omgezet in een elektrisch signaal dat kan worden gemeten. In technologische systemen is het doel elektronische detectors zo te ontwerpen dat ze fotonen efficiënt registreren en de respons kunnen kwantificeren. In de biologie verwijst lichtdetectie naar de werking van fotoreceptoren in ogen die licht omzetten in zenuwsignalen. In beide domeinen gaat het om het meten van eigenschappen zoals intensiteit en golflengten.

Detectorsoorten en principes: semiconductorfotodetectors zoals fotodiodes (PN en Schottky) en avalanche photodiodes, fototransistors, fotodetectoren bij beeldsensoren (CCD en CMOS) en fotomultipliers. Voor infrarood worden materialen zoals Ge, GaAs, InP en II-VI verbindingen gebruikt. De uitgangsresponsiviteit (A/W) geeft de uitgangsstroom per geïdragen straling, terwijl de quantum efficiency de verhouding van geabsorbeerde fotonen tot geproduceerde charge aangeeft. Belangrijke ruiscomponenten zijn dark current en shot noise. Vaak worden prestatienormen zoals noise equivalent power (NEP) en specific detectivity (D*) gebruikt om detectors met elkaar te vergelijken.

Toepassingen variëren van fotografie en videografie, optische communicatie en astronomie tot industriële beeldverwerking, medische beeldvorming en milieu- en veiligheidsmonitoring. Bij biologische detectie is de fotoreceptorrespons cruciaal voor vision en circadiale processen. Calibratie en karakterisatie van de detectorrespons zijn essentieel om metingen te interpreteren: lineariteit, spectrale respons en dynamisch bereik moeten bekend zijn en gevalideerd.