A fotodetektorje naprava, ki zaznava in meri svetlobo (fotone) ter jo pretvarja v električni signal. Fotodetektorji se uporabljajo v številnih aplikacijah, vključno s kamerami, svetlobnimi senzorji, komunikacijskimi sistemi, medicinskimi napravami in znanstvenimi instrumenti.
Tukaj je nekaj ključnih točk o fotodetektorjih:
Vrste fotodetektorjev
1) Fotodiode:
PN fotodioda: Osnovna fotodioda, ki deluje tako, da generira pare elektron-luknja, ko je izpostavljena svetlobi.
PIN fotodioda: Vključuje intrinzično plast med regijama tipa p in n, ki nudi boljši odzivni čas in občutljivost.
Lavinska fotodioda: Zagotavlja notranje ojačenje s postopkom lavinskega množenja, izboljša signal, vendar s povečanim šumom.
2) Fototranzistorji: Podobno kot fotodiode, vendar z dodatno tranzistorsko funkcijo, ki ponuja večje ojačenje, vendar počasnejše odzivne čase.
3) Fotopomnoževalne cevi (PMT): Izjemno občutljivi detektorji, ki uporabljajo fotoelektrični učinek za pretvorbo svetlobe v kaskado elektronov, kar zagotavlja zelo visoko ojačanje in občutljivost.
4) Nabojno sklopljene naprave (CCD): Te naprave, ki se uporabljajo v aplikacijah za slikanje, kopičijo naboj, ki je sorazmeren z jakostjo svetlobe na vsaki slikovni piki, nato pa odčitajo naboj, da tvorijo sliko.
5) Komplementarni kovinsko-oksidni polprevodniški (CMOS) senzorji: Ti senzorji, ki se uporabljajo tudi pri slikanju, vključujejo fotodetektorje in vezje za odčitavanje na enem čipu, kar ponuja manjšo porabo energije in hitrejše odčitavanje kot CCD-ji.
6) Fotorezistorji (LDR): Spremenijo svoj električni upor kot odziv na intenzivnost svetlobe, pogosto se uporabljajo v preprostih aplikacijah za zaznavanje svetlobe.
Aplikacije
Slikanje: Kamere, tako digitalne kot analogne, uporabljajo fotodetektorje za zajemanje slik. Medicinske slikovne naprave uporabljajo tudi fotodetektorje za rentgenske, CT in MRI sisteme.
Komunikacija: Komunikacija z optičnimi vlakni temelji na fotodetektorjih za pretvorbo svetlobnih signalov nazaj v električne signale.
Varnost in varnost:Detektorji dima, protivlomni alarmi in drugi varnostni sistemi uporabljajo fotodetektorje za zaznavanje svetlobnih sprememb.
Znanstveno merjenje: Uporablja se v spektrometrih, teleskopih in drugih instrumentih za merjenje jakosti in spektra svetlobe.
Zabavna elektronika: Naprave, kot so daljinski upravljalniki, samodejna osvetlitev in zasloni na dotik, za delovanje uporabljajo fotodetektorje.
Ključni parametri
Odzivnost: Razmerje med električnim izhodom in optičnim vhodom, ki kaže, kako učinkovito fotodetektor pretvori svetlobo v električni signal.
Hrup: Neželena električna nihanja, ki lahko motijo signal. Fotodetektorji z nizkim šumom so kritični za visoko natančne aplikacije.
Hitrost: Odzivni čas fotodetektorja, pomemben za aplikacije, ki zahtevajo hitro zaznavanje.
Razpon valovnih dolžin: Razpon svetlobnih valovnih dolžin, na katere se fotodetektor lahko učinkovito odzove. Nekateri so občutljivi na vidno svetlobo, drugi pa lahko zaznajo ultravijolično ali infrardečo svetlobo.
Fotodetektorji so temeljni sestavni deli mnogih sodobnih tehnologij, ki ponujajo široko paleto funkcij od preprostega zaznavanja svetlobe do kompleksne obdelave slike.
Napoved trga fotodetektorjev
Pričakuje se, da bo svetovni trg fotodetektorjev v prihodnjih letih doživel znatno rast. Glede na različna poročila o tržnih raziskavah naj bi trg od leta 2020 do 2024 rasel po skupni letni stopnji rasti (CAGR) okoli 10 %.
Rast trga poganja več dejavnikov, vključno z naraščajočim povpraševanjem po potrošniški elektroniki in vse večjo uporabo fotodetektorjev v panogah, kot so vesoljska, obrambna, avtomobilska in industrijska oprema. Vzpon v sprejemanju naprav interneta stvari (IoT) in vedno večja potreba po optičnih komunikacijskih tehnologijah prav tako pomembno prispeva k širitvi trga.