A fotodetektoron seade, mis tuvastab ja mõõdab valgust (footoneid) ning muudab selle elektrisignaaliks. Fotodetektoreid kasutatakse paljudes rakendustes, sealhulgas kaamerates, valgusandurites, sidesüsteemides, meditsiiniseadmetes ja teaduslikes instrumentides.
Siin on mõned põhipunktid fotodetektorite kohta:
Fotodetektorite tüübid
1) Fotodioodid:
PN fotodiood: Põhiline fotodiood, mis töötab valgusega kokkupuutel elektron-augu paaride genereerimisega.
PIN-fotodiood: sisaldab sisemist kihti p-tüüpi ja n-tüüpi piirkondade vahel, pakkudes paremat reageerimisaega ja tundlikkust.
Laviini fotodiood: tagab sisemise võimenduse laviini korrutamise protsessi kaudu, suurendades signaali, kuid suurendades müra.
2) Fototransistorid: Sarnaselt fotodioodidele, kuid täiendava transistori funktsiooniga, pakkudes suuremat võimendust, kuid aeglasemat reaktsiooniaega.
3) Fotokordisti torud (PMT): Äärmiselt tundlikud detektorid, mis kasutavad fotoelektrilist efekti valguse muutmiseks elektronkaskaadiks, tagades väga suure võimenduse ja tundlikkuse.
4) Laadimisega ühendatud seadmed (CCD-d):Kujutusrakendustes kasutatavad seadmed koguvad iga piksli valguse intensiivsusega võrdelist laengut ja loevad seejärel laengu, et moodustada pilt.
5) Täiendavad metalloksiid-pooljuht (CMOS) andurid: Kasutatakse ka pildistamisel, need andurid integreerivad fotodetektorid ja lugemislülitused ühele kiibile, pakkudes väiksemat energiatarbimist ja kiiremat lugemist kui CCD-d.
6) Fototakistid (LDR-id): Muutke nende elektritakistust vastavalt valguse intensiivsusele, mida kasutatakse sageli lihtsates valgussensori rakendustes.
Rakendused
Pildistamine: Kaamerad, nii digitaalsed kui ka analoogkaamerad, kasutavad piltide jäädvustamiseks fotodetektoreid.Meditsiinilised pildiseadmed kasutavad fotodetektoreid ka röntgeni-, CT- ja MRI-süsteemide jaoks.
Suhtlemine:Fiiberoptiline side tugineb fotodetektoritele, mis muudavad valgussignaalid tagasi elektrilisteks signaalideks.
Ohutus ja turvalisus: Suitsuandurid, sissetungijate alarmid ja muud turvasüsteemid kasutavad valguse muutuste tuvastamiseks fotodetektoreid.
Teaduslik mõõtmine: Kasutatakse spektromeetrites, teleskoopides ja muudes seadmetes valguse intensiivsuse ja spektri mõõtmiseks.
Koduelektroonika: Seadmed, nagu kaugjuhtimispuldid, automaatne valgustus ja puuteekraanid, kasutavad töötamiseks fotodetektoreid.
Põhiparameetrid
Vastuvõtlikkus: elektrilise väljundi ja optilise sisendi suhe, mis näitab, kui tõhusalt fotodetektor valguse elektriliseks signaaliks teisendab.
Müra: Soovimatud elektrilised kõikumised, mis võivad signaali häirida. Madala müratasemega fotodetektorid on ülitäpsete rakenduste jaoks üliolulised.
Kiirus: fotodetektori reaktsiooniaeg, mis on oluline kiiret tuvastamist nõudvate rakenduste jaoks.
Lainepikkuste vahemik: valguse lainepikkuste vahemik, millele fotodetektor suudab tõhusalt reageerida. Mõned on tundlikud nähtava valguse suhtes, teised võivad tuvastada ultraviolett- või infrapunavalgust.
Fotodetektorid on paljude kaasaegsete tehnoloogiate põhikomponendid, pakkudes laia valikut funktsioone alates lihtsast valgustuvastusest kuni keeruka pilditöötluseni.
Fotodetektori turu prognoos
Ülemaailmne fotodetektoriturg peaks lähiaastatel märkimisväärselt kasvama. Erinevate turu-uuringute aruannete kohaselt kasvab turg aastatel 2020–2024 ligikaudu 10% liitaastase kasvumääraga (CAGR).
Turu kasvu põhjustavad mitmed tegurid, sealhulgas kasvav nõudlus olmeelektroonika järele ja fotodetektorite laialdasem kasutamine sellistes tööstusharudes nagu lennundus-, kaitse-, autotööstus ja tööstusseadmed. Asjade Interneti (IoT) seadmete kasutuselevõtt kasvav vajadus optiliste sidetehnoloogiate järele on samuti olulised turu laienemise tegurid.