Funktionsweise von Infrarotsensoren

Infrarotsensoren · Gast

Hi hab da mal ne Frage,
wie funktionieren diese Infrarotsensoren genau ich check das nicht.
Bin froh dass ich kapiert habe woher die Infrarotstrahlen kommen

Tanzen

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Infrarot-Sensoren können zum Beispiel Fotodioden sein, die für diese Wellenlängen empfindlich sind.

Wenn Infrarotstrahlung auf diese Dioden fällt, dann fließt ein Strom, den man verstärken und messen kann.

Noch etwas genauer betrachtet, bestehen diese Dioden aus einem p-n-Übergang, also einer Grenzschicht zwischen p-dotiertem und n-dotiertem Halbleitermaterial. An dieser Grenzschicht gibt es normalerweise keine frei beweglichen Ladungsträger. Fällt Infrarot-Strahlung auf diese Grenzschicht, dann werden Ladungsträger angeregt, diese werden frei beweglich und es fließt ein Strom.

Gast

klingt plausibel
das ist diese Silizium Germanium geschichte oder?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Stimmt, Halbleiter macht man oft aus dem Grundmaterial Silizium oder Germanium.

Halbleiter, die als Infrarotdetektoren verwendet werden, haben z.B. was mit den Materialien Quecksilber, Cadmium und Tellur zu tun.

Und ich habe die zweite wichtige Sorte von Infrarotdetektoren noch nicht genannt, das sind thermische Detektoren, die von der Infrarotstrahlung erwärmt werden, und diese Erwärmung dann in ein elektrisches Signal umwandeln, das sie dann messen. Diese Sorte Infrarotdetektoren spricht (wegen dem Erwärmungsprozess) langsamer an als Halbleiterdetektoren, können dafür aber in einem recht großen Frequenzbereich messen.

Gast

Nee mich interessieren nur diese Halbleiter für wärmebildkameras.
Also ich hab das bis jetzt so verstanden, dass die zwei unterschiedlich dotierte schichten haben und wenn da infrarotstrahlen drauf treffen regen die die elektronen an und sie müssen sich rekombinieren und durch diesen stromfluss wird dann eine spannung gemessen die dann zum bildschirm kommt.
Nur wie regen die Photonen die Elektronen an?
stoßen die einfach zusammen und die elektronen werden aus ihrem Energieniveau gehoben.
Und dann hab ich noch ne Frage wenn ihr irgendwelche seiten zu diesem Thema kennt wär das nett wenn ihr die hier rein schreibt

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Gast

Da stellt sich mir gleich die nächste Frage und zwar zu den Bändern. Also das mit den Elektronen und Lücken ist soweit klar aber wie kommen diese Bänder zustande das hab ich noch nicht so geschnallt

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das ist eigentlich eine lange Geschichte. Aber vielleicht kann ich hier soviel sagen, dass die Bänder das sind, was aus den Niveaus der einzelnen Atome wird, wenn diese Atome in einem Festkörper zusammenkommen.

Ausführlicher bis viel viel ausführlicher gibt es das z.B. hier

http://de.wikipedia.org/wiki/Bandstruktur

oder in jedem Buch über Festkörperphysik.

Gast

Woher weißt du das mit dem Tellur und Quecksilber hast du da ne Quelle für?

dermarkus · Administrator Anmeldungsdatum: 12.01.2006 Beiträge: 14788

Das hab ich per google dort

http://www.staff.uni-mainz.de/theato/biopc/Skript_aj_5.pdf

auf der 14. Seite ("Seite 90") gefunden.

Gast

In Bewegungs-Meldern werden gern sogenannte pyroelektrische Sensoren verwendet, die direkt die Temperaturstrahlung von Personen erkennen. Diese Sensoren sind empfindlich im Bereich 7..14 µm. Hier ist ein Datenblatt eines solchen Sensors (PDF).

Näheres über Wärmebild-(Thermographie-)Kameras gibt es z.B. hier zu lesen.