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Ein Photodetektor ist Bestandteil vieler Fotokameras und Lichtschranken. Seine Aufgabe: Einfallendes, auch unsichtbares Licht in elektrische Signale umzuwandeln. Dabei ist das kleine Bauteil überraschend leistungsstark. Bei uns finden Sie Photodetektoren für individuelle Lichtschranken, Kameras und Lasertechnik.

Wissenswertes zu Photodetektoren

Photodetektoren

Was ist ein Photodetektor?

Der Photodetektor ist ein wichtiger Bestandteil einer Lichtschranke. Diese besteht aus einem Sender und einem Empfänger. Der Sender ist ein Sensor, der das Umgebungslicht wahrnimmt, der Empfänger wandelt das übertragene Licht in ein elektrisches Signal um. Beim Prinzip der Lichtschranke bedeutet dies: Der Empfänger löst einen Effekt aus, öffnet also beispielsweise die Tür, wenn eine Person in die unsichtbare Barriere eintritt.

Es handelt sich bei dem Produkt kurz gesagt um ein Bauelement, das Licht in Elektronik verwandeln oder einen elektronischen Widerstand aufbauen kann. Dieser Widerstand hängt wiederum von der Strahlung ab, die auf das Element trifft. Sie muss kein sichtbarer Lichtstrahl sein, sondern kann auch eine für das menschliche Auge unsichtbare Lichtquelle sein, die sich in einem anderen Wellenlängenbereich befindet. Dazu gehört etwa das Infrarotlicht. Die Detektorgeräte können außerdem umfangreiche Produkte sein, die ein Bauteil für die Messung der Strahlung integrieren.

Schon gewusst? Im medizinischen Bereich sind Entwicklungen für komplexe Sehhilfen geplant, die ebenfalls auf die Anwendung der Detektoren zugreifen werden. Auch in der Robotik werden sie vermehrt eingesetzt.

Photodetektoren sind aber nicht nur signalerfassend im Lichtschranken-Bereich, sondern auch Teil bildgebender Messverfahren. Diese unterteilen eine optische Fläche Einzelbereiche, die unter dem Begriff „Pixel“ geläufiger sind. Gemeinsam mit Kamera und Objektiv lassen sich durch einen Photodetektor so elektronische Abbilder der Umgebung erzeugen.

Wofür wird der Photodetektor verwendet?

Kameras, Lasertechnik und moderne Sehapparate sind nur drei mögliche Einsatzgebiete für einen Detektor. Nutzen Sie die optischen Bauelemente beispielsweise

  • für die Leistungsmessung eines Lasers
  • für die Energiemessung eines Lasers
  • als Rauchmelder für die Überwachung von Rauchemissionen
  • als Bestandteil für die Einrichtung von Lichtschranken, die wiederum für die Sicherheit vor Einbruch oder die Türöffnung genutzt werden.

Je nach Einsatzgebiet unterscheiden sich Strom und Spannung bei einem Detektorgerät:

  • Wird es als Photoelement genutzt, ist die Spannung größer und der Strom kleiner null. Das bedeutet, dass elektrische Energie zustande kommt, wie sie etwa in einer Solarzelle gesammelt wird. Zudem können Helligkeitsstufen ausgemessen werden, die sich bei der Anwendung von Dämmerungssensoren empfehlen.
  • Bei Verwendung in der Betriebsart des sogenannten „Quasi-Kurzschlusses“ ist der Strom des Gerätes kleiner null, während die Spannung exakt null beträgt. Nun entsteht ein Strom, der von der Stärke der Bestrahlung abhängt. In dieser Variante wird das leistungsstarke Produkt beispielsweise zur Messung von Bestrahlungsstärken genutzt.

Fragen und Antworten

In Zusammenhang mit dem Photodetektor fällt häufig der Begriff „Photodiode“. Was ist das?

Eine Photodiode verwandelt sichtbares Licht oder auch unsichtbares Licht wie Infrarot- und Röntgenstrahlen in einen elektrischen Strom. Alternativ bietet sie einen von der Beleuchtungsart abhängigen Widerstand. Jede Diode ist gleichzeitig ein optischer Detektor, doch umgekehrt ist es nicht unbedingt der Fall. Die Dioden implizieren den vorhandenen pin-Übergang, der durch einen inneren Photoeffekt besteht. Die Photodetektorgeräte hingegen messen optische Leistungen unabhängig spezieller, vorhandener Mittel oder Materien.

Wie kann der Wellenlängenbereich des Detektors festgelegt werden?

Mit der Wellenlänge ist der Bereich gemeint, den das menschliche Auge sehen oder eben nicht sehen kann. Kein Gerät kann das komplette Wellenlängenspektrum abdecken. Wenn Ihnen ein bestimmter Bereich wichtig ist, werfen Sie einen Blick auf die Materialien des Photodetektos: Silizium-Modelle haben einen Spektralbereich zwischen 400 nm und 1.100 nm. Germanium-Modelle bewegen sich zwischen 800 nm und 1.600 nm. Zum Vergleich: Das menschliche Auge kann einen Wellenlängenbereich von rund 380 nm bis 780 nm erfassen.

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