Fotodedektör Nedir? |
1. Bölüm

Optoelektronik ve Fotonik gibi bir çok alanın inceleme konusu olan fotodedektörlerin gelişme süreçlerini, çalışma prensibini ve kullanım alanlarını sizler için inceledik. Ayrıntılar yazımızda.

A- A+

14.01.2016 tarihli yazı 27223 kez okunmuştur.

Fotodedektör Optoelektronik Fotonik Algılama UV Işın Işık

Fotodedektörler, fotoelektrik olaya dayanarak yapılan detektörlerdir veya sensörlerdir. İç fotoelektrik etkiye (metal yerine yarı iletken) ve yarı iletken teknolojisine dayanan bu dedektörler, üzerlerine gelen optik gücü elektriksel güce çeviren ekipmanlardır. Fotodedektörler verimli, hızlı ve entegre edilebildiği için optoelektronik ve fotonik alanlarında kullanılmaktadır.

► İlginizi Çekebilir: Optoelektronik | 1. Bölüm

Fotodedektörlerin Tarihi

Fotodedektör, öncelikle elektrik sinyallerini, fotonik sinyallere çevirip ve bunları optik iletimlerle göndermek için tasarlandılar. Fotodedektörler için geçerli olan prensip, ışığın ikili doğasından kaynaklanan ve o zaman açıklanmaya çalışılan fotoelektrik efekttir. 1900 yılında Max Planck enerjinin küçük ayrı bir birimi “kuanta” adı verilen yapılarla yayıldığını keşfetti, bu da Planck sabiti (ħ) olarak bilinen, doğanın evrensel bir sabiti olarak bilim dünyasında yerini almıştır. Planck’ın kuantum mekaniğini keşfi ile E= ħv olarak bilinen planck sabiti’nin, radyasyonun frekansı ile çarpımı bizleri fiziğin yeni ufuklarına götürmektedir.

► İlginizi Çekebilir: Nanofotonik Nedir?

Fotodedektörler Nasıl Çalışır?

Fotodedektörlerin çalışma prensibini anlayabilmemiz için fotodiyotların çalışma biçimini anlamalıyız çünkü fotodedektörler bir nevi fotodiyotlardan oluşmaktadır. Çalışma şekilleri görsellerle ifade edilmiştir.

1) Uygun şekilde oluşturulan bir P-N ekleminin üzerinden geçen akım ters gerilim altında, eklem üzerine düşen ışık siddeti ile module edilebilir.

Fotodedektörlerin Kullanım Yerleri

1) Emniyet ve Güvenlik

Uzaktan algılama uygulamaları en basit türleri sadece durum tespiti veya bir nesne veya emniyet ve güvenlik izleme gibi uygulamalar içerir. Bu tür uygulamalar genellikle fotokondüktörlerin kullanımı, dedektör teknolojileri ve en dayanıklı en ucuz teknolojileri sunar. Bu tür uygulamalar en yaygın ev güvenlik sistemleri için IR hassas hareket dedektörlerinde kullanılır. Son zamanlarda geliştirilen örnekler ise çarpışma dedektörleri gibi otomotiv alanında kullanır, bir sürücü nesneleri izlemek için bir "kör nokta" belirleyen dedektörleri, yolcu hava yastığını etkinleştirmek için kullanır. Fabrikalarda, güvenlik dedektörleri görünür ya da ultraviyole (UV) dalga boyuna duyarlı elektrik ark algılama gibi görevleri otomatik olarak ark oluştuğu geçerli yerleri keserek gözlem yapar.

2-) Fabrikasyon

Fabrikasyon işlemlerinde kesme, taşıma, uzunluk ölçüm, sıcaklık vb. gibi işlemleri fotodedektörlerle daha az maliyetle ve çok daha az hatalarla kusursuz üretim yapmak için fotodedektörler kullanılmaktadır.

3-) Çevresel Algılama

Çevresel algılama sistemleri bugün IR için UV ışık algılayıcıları, geniş bir yelpazede kullanır. Genellikle, sinyalleri birincil dedektörleri PMTs ve çığ foto diyot (solid-state photo multipliers) çok düşük yoğunluklu, kirlilik algılama dedektörleri genellikle sülfür dioksit, nitrojen oksit ve ozon gibi kirleticiler için soğurma çizgileri spektrum ölçüm ile UV spektroskopisine dayanır. Floresan spektroskopisi parça başına bir milyar düzeyinde ölçülebilir benzen, toluen, ksilen ve sülfür dioksit gibi kirletici maddelerin çok küçük miktarlarda tespitini sağlar. Hassas bir teknik olan bir kirletici ile, zayıf bir ışıldama üreten birleştiren kemilüminesans olarak adlandırılır. Büyük aktif alanları ve düşük gürültü seviyeleri, bu tür uygulamalarda dedektörler için gereklidir.

4-) İletişim

Fiber optik teknolojisinde cam kablonun içinden gelen sinyalleri algılayıp yada gidecek elektriksel sinyalleri ışık sinyallerine çevirmede kullanılır. Ayrıca astronomi alanında kullanımı büyüktür. Çünkü uzayda bir uydu düşünecek olursak uzayda birden çok sinyaller olacağından, istenilen sinyallerin yakalanıp ki, bu sinyaller mor ötesi, kızıl ötesi, radyo dalgaları gibi dalgalar ve farklı dalga boylarından olacağından istenilen frekans ve dalga boyundaki bilgilerin alınması fotodedektörler sayesinde mümkün olmuştur.

Kaynak:

►Laserfocusworld
►Opencourse