ווי פאָטאָעלעקטרישע דעטעקטאָרן געבן קראַפט צו אונדזער אומזעיקבארע וועלט
האָט איר זיך שוין אַמאָל געוואונדערט ווי אייער סמאַרטפאָון אויטאָמאַטיש אַדזשאַסטירט די ליכטיקייט, פֿאַבריק מאַשינען "זען" פּראָדוקטן פֿליענדיק פֿאַרביי, צי זיכערהייט סיסטעמען ווייסן אַז עמעצער קומט אָן? דער אומבאַזונגענער העלד הינטער די דערגרייכונגען איז דער פֿאָטאָעלעקטרישער דעטעקטאָר - אַ מיטל וואָס פֿאַרוואַנדלט ליכט אין פּראַקטישע אינטעליגענץ.
נו, וואָספּונקטטוט אַ פאָטאָעלעקטרישער דעטעקטאָר?
אין זײַן קערן, איז אַ פאָטאָעלעקטרישער דעטעקטאָר אַ מיטל וואָסקאָנווערטירט ליכט סיגנאַלן (פאָטאָנען) אין עלעקטרישע סיגנאַלן (קראַנט אָדער וואָולטאַזש)טראַכט דערפון ווי אַ קליינעם איבערזעצער, וואָס שפּירט ענדערונגען אין ליכט – צי דער שטראַל איז בלאָקירט, רעפלעקטירט, צי זיין אינטענסיטעט ענדערט זיך – און גלייך פאַרוואַנדלט די אינפֿאָרמאַציע אין אַן עלעקטרישן רעזולטאַט וואָס מאַשינען, קאָמפּיוטערס, צי קאָנטראָל סיסטעמען קענען פֿאַרשטיין און האַנדלען אויף. די יסודותדיקע פעאיקייט, באַזירט בפֿרט אויף דעםפאָטאָעלעקטרישער עפֿעקט(וואו ליכט וואס שלאגט אויף געוויסע מאטעריאלן לאזט עלעקטראנען ארויס), מאכט זיי גאר פילזייטיג "אויגן" פאר אומצאליגע אנווענדונגען.
ווי אַרבעטן די "ליכט סענסאָרן" טאַקע?
רובֿ פאָטאָעלעקטרישע דעטעקטאָרן האָבן דריי הויפּט טיילן:
- די ליכט מקור (עמיטער):טיפּיש אַן על-אי-די (זיך-באר רויט, גרין, אדער אינפֿראַרויט) אדער אַ לאַזער דיאָד, וואָס שיקט אַרויס אַ פֿאָקוסירטן שטראַל פֿון ליכט.
- דער באַקומער:געוויינטלעך אַ פאָטאָדיאָד אָדער פאָטאָטראַנסיסטאָר, קערפֿוליק דיזיינט צו דעטעקטירן דאָס אויסגעלאָזטע ליכט און פֿאַרוואַנדלען זײַן אנוועזנהייט, אָפּוועזנהייט, אָדער ענדערונג אין אינטענסיטעט אין אַן עלעקטרישן שטראָם.
- די דעטעקציע קרייז:די מוחות וואָס פּראָצעסירן דעם ופנעמער'ס סיגנאַל, פֿילטערירן אַרויס ראַש און טריגערן אַ ריינעם, פאַרלעסלעכן רעזולטאַט (ווי אָנצינדן/אויסדרייען אַ קנעפּל אָדער שיקן אַ דאַטן סיגנאַל).
זיי דעטעקטירן אביעקטן אדער ענדערונגען ניצנדיק פארשידענע "זעאונג" מעטאדן:
- דורכ-שטראַל (טראַנסמיסיע):עמיִטער און ריסיווער קוקן זיך איינער דעם אַנדערן אָן. מען דעטעקטירט אַן אָביעקט ווען עסבלאַקסדער ליכט שטראַל. אָפפערט די לענגסטע ראַנגע (10+ מעטער) און העכסטע פאַרלעסלעכקייט.
- רעטראָרעפלעקטיוו:עמיִטער און ופנעמער זענען אין דער זעלבער איינהייט, קעגן איבער א ספעציעלן רעפלעקטאר. אן אביעקט ווערט דעטעקטירט ווען עסברעכןדער רעפלעקטירטער שטראַל. גרינגערע אויסריכטונג ווי דורכדרינגענדיקער שטראַל אָבער קען ווערן גענאַרט דורך זייער גלאַנציקע אָביעקטן.
- דיפיוז רעפלעקטיוו:עמיִטער און ריסיווער זענען אין דער זעלבער איינהייט, און ווייזן צו דער ציל. דער אביעקט ווערט דעטעקטירט ווען עסרעפלעקטירטדאָס אויסגעלאָזטע ליכט צוריק צום ריסיווער. דאַרף נישט קיין באַזונדערן רעפלעקטאָר, אָבער דעטעקציע איז אָפּהענגיק פֿון דער ייבערפֿלאַך פֿונעם אָביעקט.
- הינטערגרונט אונטערדריקונג (BGS):א קלוגערע דיפיוזד טיפ. ניצנדיק טריאנגולאציע, עסנאָרדעטעקטירט אביעקטן אין א ספעציפישן, פארגעשטעלטן דיסטאַנץ־ראַנג, איגנאָרירנדיק אַלץ ווייטער פון אים אָדער צו נאָענט הינטערן ציל.
פארוואס זענען זיי אומעטום? הויפּט מעלות:
פאָטאָעלעקטרישע דעטעקטאָרן דאָמינירן פילע סענסינג אויפגאַבן ווייַל זיי פאָרשלאָגן יינציק בענעפיץ:
- נישט-קאָנטאַקט סענסינג:זיי דאַרפֿן נישט אָנרירן דעם אָביעקט, וואָס פֿאַרהיט אָפּנוץ און טרער אויף ביידע דעם סענסאָר און די שוואַכע זאַכן.
- לאַנגע דעטעקציע ראַנגעס:ספּעציעל דורך-שטראַל טיפּן, וואָס זענען פיל גרעסער ווי ינדוקטיווע אָדער קאַפּאַסיטיוו סענסאָרן.
- בליץ-שנעלע רעאַקציע:עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן רעאַגירן אין מיקראָסעקונדעס, פּאַסיק פֿאַר הויך-גיכקייַט פּראָדוקציע ליניעס.
- מאַטעריאַל אַגנאָסטיש:דעטעקטירן ווירטועלעפּעס– מעטאַל, פּלאַסטיק, גלאָז, האָלץ, פליסיקייט, קאַרטאָן – נישט ווי אינדוקטיווע סענסאָרן וואָס שפּירן נאָר מעטאַל.
- קליינע אביעקט דעטעקציע און הויך רעזאלוציע:קען שפירן קליינע טיילן אדער גענויע פאזיציעס.
- קאָליר און קאָנטראַסט דיסקרימינאַציע:קענען אונטערשיידן אביעקטן באזירט אויף ווי זיי רעפלעקטירן אדער אבזארבירן ספעציפישע ליכט כוואליע לענגס.
וואו איר וועט זיי געפֿינען אין אַקציע (רעאַל-וועלט פּראַל):
די אַפּליקאַציעס זענען ברייט און באַרירן כּמעט יעדער אינדוסטריע:
- אינדוסטריעלע אויטאמאציע (די קראפטווערק):ציילן פּראָדוקטן אויף קאַנווייערס, באַשטעטיקן אַז פלאַש קאַפּס זענען אויף, דעטעקטירן עטיקעטן, פּאַזיציאָנירן ראָבאָטישע אָרעמס, זיכער מאַכן אַז פּאַקאַדזשינג איז אָנגעפילט, מאָניטאָרירן אַסעמבלי ליניעס. זיי זענען יסודותדיק פֿאַר מאָדערנער פּראָדוקציע עפעקטיווקייט.
- זיכערהייט און צוטריט קאָנטראָל:אויטאָמאַטישע טיר סענסאָרן, איינדרינגונג דעטעקשאַן שטראַלן, מענטשן צייל סיסטעמען.
- קאָנסומער עלעקטראָניק:סמאַרטפאָון אַמביאַנט ליכט סענסאָרן, טעלעוויזיע ווייַט קאָנטראָל ריסיווערס, אָפּטישע מײַז.
- אויטאמאטיוו:רעגן סענסאָרן פֿאַר אויטאָמאַטישע ווישערס, שטערונג דעטעקשאַן אין זיכערהייט סיסטעמען, פאָרליכט קאָנטראָל.
- געזונטהייטסזאָרג:קריטישע קאָמפּאָנענטן איןרויך דעטעקטאָרןאנאליזירן לופט מוסטערן,פּולס אָקסימעטערסמעסטן בלוט זויערשטאָף, מעדיצינישע בילדגעבונג עקוויפּמענט ווי אַוואַנסירטע סי-טי סקאַנערס.
- קאָמוניקאַציעס:פיבער אָפּטישע נעטוואָרקס פֿאַרלאָזן זיך אויף פֿאָטאָדעטעקטאָרן צו קאָנווערטירן ליכט פּולסן צוריק אין עלעקטרישע דאַטן סיגנאַלן.
- ענערגיע:זונ - צעלן (אַ טיפּ פאָטאָוואָלטאַישע דעטעקטאָר) וואָס קאָנווערטירן זונשייַן אין עלעקטריע.
די צוקונפט איז ליכטיק: וואָס איז ווייטער?
פאָטאָעלעקטרישע דעטעקטאָר טעכנאָלאָגיע שטייט נישט שטיל. די לעצטע פֿאָרשריטן שטופן די גרענעצן:
- עקסטרעמע מיניאַטוריזאַציע:אַנטוויקלונג פון קליינע, קאָליר-סענסיטיווע דעטעקטאָרן ניצנדיק נאַנאָמאַטעריאַלן ווי כייבריד נאַנאָפייבערז און סיליקאָן נאַנאָדראָטן.
- פֿאַרבעסערטע פאָרשטעלונג:2D/3D העטעראָסטרוקטור מאַטעריאַלן (ווי MoS2/GaAs, גראַפֿען/Si) וואָס ערמעגלעכן גאָר שנעלע, גאָר סענסיטיווע דעטעקטאָרן, אפילו פֿאַר שווערע UV ליכט.
- קלוגערע פונקציאָנאַליטעט:דעטעקטאָרן מיט איינגעבויטער ספּעקטראַלער אַנאַליז (היפּערספּעקטראַל בילדגעבונג) אָדער פּאָלאַריזאַציע סענסיטיוויטי פֿאַר רייכערער אינפֿאָרמאַציע כאַפּן.
- ברייטערע אַפּליקאַציעס:ערמעגלעכן נייע מעגלעכקייטן אין מעדיצינישע דיאַגנאָסטיקס, סביבה מאָניטאָרינג, קוואַנטום קאַמפּיוטינג און ווייַטער-דור דיספּלייז.
מאַרק בום: אָפּשפּיגלונג פון די פאָדערונג
דער עקספּלאָזיווער וואוקס אין אויטאָמאַציע און קלוגע טעכנאָלאָגיעס גיט דירעקטן פיואַלינג צום פאָטאָעלעקטרישן דעטעקטאָר מאַרק. ווערט געשאַצט ביי1.69 ביליאָן דאָלאַר אין 2022, עס ווערט פּראָיעקטירט צו שטייגן צו אַן ערשטוינענדיקן4.47 ביליאָן דאָלאַר ביז 2032, וואַקסנדיק מיט אַ שטאַרקן 10.2% CAGRדיאזיע-פאציפישער ראיאן, געטריבן דורך מאסיווע פאבריקאציע אויטאמאטיזאציע און עלעקטראניק פראדוקציע, פירט דעם אנפאל. גרויסע שפילער ווי האמאמאצו, OSRAM, און LiteON זענען כסדר אינוואציאנירט צו באגעגענען די שטארקע נאכפראגע.
פּאָסט צייט: 11טן יולי 2025
