Co wykorzystano do wykrywania światła przed wynalezieniem fotodiod / fototranzystorów?

18

Czy przed fotodiodami / fototranzystorami lub podobnymi półprzewodnikami istniały technologie, które można wykorzystać do uruchomienia lub zatrzymania maszyny na podstawie ilości (lub obecności / braku) padającego na nie światła?

vsz
źródło

Odpowiedzi:

6

Pierwszymi elektrycznymi czujnikami światła były ogniwa selenowe. Selen był stosowany jako opornik na stacji odbiorczej transatlantyckiego kabla telegraficznego w latach 60. XIX wieku i zauważono, że dawał nieregularne wyniki w świetle dziennym. Selen może generować niewielki prąd fotowoltaiczny, więc został użyty w przedwojennych światłomierzach i (jak sądzę) pokazach „Magic Eye” w Muzeum Nauki w Londynie ...

Brian Drummond
źródło
18

Fotorezystory były poprzednikami fotodiod.

wprowadź opis zdjęcia tutaj

Zamiast działać jako źródło prądu były rezystorami zależnymi od światła (LDR). Ich główną wadą jest to, że reagują bardzo wolno na zmiany światła.

kamyki
źródło
5
Ważną właściwością LDR jest czułość kolorów, która bardziej przypomina ludzkie oko niż fotodioda.
jippie
@jippie: dotyczy to wielu popularnych fotodiod, ale najnowsze fotodiody / tranzystory można znaleźć z krzywą czułości oka.
radagast
15

Naprawdę nie używane w podobny sposób do zatrzymywania maszyn jak w twoim pytaniu, ale zanim pojawiły się fototranzystory / diody, mieliśmy fotopowielacze .

Pod wpływem wysokiego napięcia pojedynczy foton zderzający się z katodą światłoczułą uwalnia kilka elektronów. Następnie te elektrony są przyciągane do anody, po drodze kilka razy zderzają się, uwalniając jeszcze więcej elektronów. W każdym razie link do wiki jest znacznie lepszy w wyjaśnianiu mechaniki.

jippie
źródło
Dodałem tylko „uruchomić lub zatrzymać maszynę”, aby wskazać, że musi być używana w systemach sterowania, więc film używany w fotografii lub po prostu plasterki jabłka (oba zmieniają kolor w zależności od przychodzącego światła, ale nie mają praktycznego zastosowania w systemie sterowania jako czujnik) nie powinny stać się prawidłowymi odpowiedziami.
vsz
13

Fotopowielacz jest takie urządzenie. Są one nadal używane w niektórych aplikacjach i zgodnie z porównaniem fotodiody z fotopowielaczami, biorąc pod uwagę pewne wady fotodiody w niektórych obszarach, w których fotopowielacz ma zalety:

  • Większy obszar wykrywania
  • Ma wewnętrzny zysk
  • Znacznie wyższa czułość
  • Zliczanie fotonów możliwe bez specjalnego chłodzenia i interfejsów elektronicznych
  • Czas reakcji krótszy dla wielu projektów

Chociaż nie są już zwykle używane do tego celu, artykuły stanowią je jako pierwsze elektryczne urządzenia oka, służące do pomiaru przerw w wiązkach światła. Oto zdjęcie z powyższego artykułu w Wikipedii, jak to wygląda:

wprowadź opis zdjęcia tutaj

PeterJ
źródło
Lampy PM są nadal bardzo często używane w przypadku zdarzeń o niskiej liczbie fotonów, w przypadku których konieczne jest zliczanie fotonów. Wystarczy wyszukać Super kamiokande, aby zobaczyć jeden ekstremalny przykład zastosowany w wykrywaniu neutrin słonecznych.
symbol zastępczy
12

Prostsza niż fotopowielacz jest podstawowa fotodioda lampowa:

fotodioda

Zakrzywiona płyta jest fotokatodą, a drutowy słupek w środku to anoda. Fotony wybijają elektrony z powierzchni obu pierwiastków, ale ponieważ powierzchnia katody jest o wiele większa niż anody, ich przepływ netto z katody do anody jest również uważany za „prąd dodatni” „od anody do katody.

Albert Einstein otrzymał nagrodę Nobla (1921) za wyjaśnienie, jak to działa (artykuł opublikowany w 1905 r.).

Dave Tweed
źródło
„Czy przed fotodiodami istniały technologie”
Bulwersator,
To bardziej „fotozawór” niż to, co normalnie rozumiałoby „fotodioda”, tj. Krzemowe urządzenie łączące.
pjc50,
1
pjc50: Dwuelementowe lampy próżniowe (lub „zawory”) są również nazywane diodami. Termin ten nie ogranicza się do urządzeń półprzewodnikowych.
Dave Tweed
@Dave Tweed: OP miał oczywiście na myśli inne urządzenia niż półprzewodnikowe fotodiody, ponieważ napisał „... lub podobne półprzewodniki”
Curd
2
@ pjc50: W rzeczywistości diody półprzewodnikowe nazwano na cześć dwu-końcowych lamp próżniowych, które je datowały. Dwa terminale: dioda. Trzy terminale: trioda. Pięć terminali: Pentode. Nazwy te pojawiły się przed pojawieniem się nowych rodzajów diod wykonanych z półprzewodników.
Olin Lathrop,
3

To było w 1873 roku Willoughby Smith odkrył, że oporność elektryczna szarego selenu zależy od światła otoczenia. Pierwsze komercyjne produkty zostały opracowane przez Werner Siemens w połowie lat 70. XIX wieku.

liftarn
źródło
2

Pierwszymi czujnikami obrazu były lampy wideo, które są technologią lamp próżniowych. Są one wykonane z metali o niskiej funkcji roboczej w fotokatodzie. Urządzenia te są nadal pośrednio przywoływane w nowoczesnych konstrukcjach czujników. Kiedy ktoś mówi, że ma czujnik 1/2 "(lub 1/3" lub 1 / 3,4 "itd.), Porównuje przekątną obrazu ze średnicą tuby wideo, która dla średnicy zewnętrznej 1" była w przybliżeniu 16 mm obszarem obrazowania. Ale to też nie jest „standard”.

symbol zastępczy
źródło
2
Widmony spóźniły się; ortikony były wcześniej, podobnie jak „sekretarz obrazu Farnswortha”, który był tak niewrażliwy, że jego dalszy rozwój doprowadził do fotopowielacza.
Brian Drummond,