¿Cuáles son los tipos de fotodetectores?
) Detector de fotones El detector de fotones (detector de fotones) es un detector de radiación fabricado utilizando el efecto fotoeléctrico externo o el efecto fotoeléctrico interno, también llamado detector fotoeléctrico. Los electrones del detector absorben directamente la energía de los fotones, provocando cambios en el estado de movimiento para generar señales eléctricas. A menudo se utilizan para detectar radiación infrarroja y luz visible. Los detectores de fotones son dispositivos de detección que responden selectivamente a longitudes de onda. Sólo cuando la energía del fotón incidente sea mayor que la energía de activación del electrón E en el material fotosensible, el detector responderá. Para dispositivos de efecto fotoeléctrico externos, como fototubos y tubos fotomultiplicadores, E es igual al trabajo realizado cuando los electrones escapan del fotocátodo. Este valor es generalmente ligeramente mayor que 1 electrón voltio. Por tanto, este tipo de detector sólo se puede utilizar para detectar radiación del infrarrojo cercano o luz visible. Los detectores de fotones fabricados mediante la utilización del efecto fotoeléctrico interno son dispositivos electrónicos de estado sólido fabricados con materiales semiconductores, que incluyen principalmente detectores de fotoconductividad y detectores fotovoltaicos. Los detectores fotovoltaicos suelen estar hechos de estructuras semiconductoras PN. El principio es utilizar el campo eléctrico incorporado en la unión PN para barrer los portadores fotogenerados fuera del área de unión para formar una señal. Cuando el detector se expone a la luz (irradiación) y se produce una absorción de luz intrínseca en el cuerpo, se generan dos portadores fotogenerados con cargas opuestas (electrones y huecos). Estos dos tipos de portadores fotogenerados se limitan inicialmente al área de iluminación. Posteriormente, debido a la existencia de un gradiente de concentración, parte de ellos se difunden en el área de la unión PN bajo la acción del campo eléctrico incorporado en la unión PN. se reúnen en ambos extremos de la unión para formar una señal de voltaje. Si ambos extremos de la unión PN se conectan para formar un bucle, se forma una señal de corriente. Para detectores fotovoltaicos y detectores fotoconductores intrínsecos, E es igual al ancho de banda prohibida del semiconductor; para detectores fotoconductores extrínsecos, E es igual a la energía de ionización de impurezas. Dado que los dos parámetros de ancho de banda prohibida y energía de ionización de impurezas tienen un gran margen de elección, la longitud de onda de respuesta del detector de fotones semiconductores se puede ajustar dentro de un amplio rango. Los detectores de fotones fabricados mediante la utilización del efecto fotoeléctrico externo son dispositivos electrónicos de vacío, como tubos fotoeléctricos, tubos fotomultiplicadores y tubos de imágenes infrarrojas. Todos estos dispositivos contienen un fotocátodo que es sensible a los fotones. Cuando los fotones se proyectan sobre el fotocátodo, los fotones pueden ser absorbidos por los electrones del fotocátodo y los electrones con suficiente energía pueden escapar del fotocátodo y convertirse en fotoelectrones libres. En un tubo fotoeléctrico, los fotoelectrones se mueven bajo la acción de un ánodo cargado positivamente, formando una fotocorriente. La diferencia entre un tubo fotomultiplicador y un tubo fotoeléctrico es que existen múltiples electrodos (llamados dínodos) cuyo potencial aumenta gradualmente y pueden generar electrones secundarios entre el fotocátodo y el ánodo del tubo fotomultiplicador. Los fotoelectrones que escapan del fotocátodo chocan con el dínodo bajo la aceleración del voltaje del dínodo, provocando un efecto de multiplicación y finalmente forman una señal de fotocorriente más grande. Por tanto, los tubos fotomultiplicadores tienen una sensibilidad mucho mayor que los tubos fotoeléctricos. El tubo variable de infrarrojos es un convertidor de imágenes infrarrojo-visible, que consta de un fotocátodo, un ánodo y un sistema óptico electrónico simple. Los fotoelectrones son acelerados por el ánodo y enfocados por el sistema óptico de electrones. Cuando golpean la pantalla fosforescente conectada al ánodo, emiten una señal de imagen de luz verde.