Womit wurde Licht vor der Erfindung von Fotodioden / Fototransistoren detektiert?

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Gab es Technologien vor Fotodioden / Fototransistoren oder ähnlichen Halbleitern, mit denen Maschinen basierend auf der Menge (oder Anwesenheit / Abwesenheit) des auf sie fallenden Lichts gestartet oder gestoppt werden könnten?

vsz
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Antworten:

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Die ersten elektrischen Lichtsensoren waren Selenzellen. In den 1860er Jahren wurde Selen für Widerstände an der Empfangsstation des transatlantischen Telegraphenkabels verwendet, und es wurde festgestellt, dass es bei Tageslicht zu unregelmäßigen Ergebnissen führte. Selen kann einen kleinen Photovoltaikstrom erzeugen, so dass es in Lichtmessgeräten aus der Vorkriegszeit und (glaube ich) "Magic Eye" -Demonstrationen im London Science Museum verwendet wurde ...

Brian Drummond
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Fotowiderstände waren die Vorgänger von Fotodioden.

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Anstatt als Stromquelle zu fungieren, handelte es sich um lichtabhängige Widerstände (LDRs). Ihr Hauptnachteil ist, dass sie sehr langsam auf Lichtveränderungen reagieren.

Kieselsteine
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Eine wichtige Eigenschaft eines LDR ist die Farbempfindlichkeit, die dem menschlichen Auge ähnlicher ist als eine Fotodiode.
jippie
@jippie: Das gilt für viele gebräuchliche Fotodioden, aber neuere Fotodioden / Transistoren können mit einer Augenempfindlichkeitskurve gefunden werden.
Radagast
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Nicht wirklich in ähnlicher Weise zum Stoppen von Maschinen wie in Ihrer Frage verwendet, aber bevor es Fototransistoren / Dioden gab, hatten wir Fotovervielfacherröhren .

Unter dem Einfluss einer hohen Spannung setzt ein einzelnes Photon, das mit der lichtempfindlichen Kathode kollidiert, mehrere Elektronen frei. Dann werden diese Elektronen von der Anode angezogen, auf ihrem Weg dorthin kollidieren sie wieder ein paar Mal und setzen noch mehr Elektronen frei. Wie auch immer, der verlinkte Wiki-Artikel ist viel besser in der Erklärung der Mechanik.

jippie
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Ich habe nur "Maschinen starten oder stoppen" eingefügt, um anzuzeigen, dass sie in Steuerungssystemen verwendet werden müssen, also in der Fotografie verwendete Filme oder nur Apfelscheiben (beide ändern ihre Farbe aufgrund des einfallenden Lichts, haben aber keinen praktischen Nutzen in einem Steuerungssystem als Sensor) sollten keine gültigen Antworten werden.
vsz
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Eine Fotovervielfacherröhre ist eine solche Vorrichtung. Sie werden immer noch in einigen Anwendungen verwendet und laut einem Fotodiodenvergleich mit Fotovervielfachern werden einige Nachteile einer Fotodiode in einigen Bereichen untersucht, in denen ein Fotovervielfacher Vorteile hat:

  • Größerer Erfassungsbereich
  • Hat interne Verstärkung
  • Viel höhere Empfindlichkeit
  • Photonenzählung ohne spezielle Kühl- und Schnittstellenelektronik möglich
  • Reaktionszeit für viele Designs schneller

Obwohl sie normalerweise nicht mehr für diesen Zweck verwendet werden, werden sie in den Artikeln als die ersten elektrischen Augengeräte bezeichnet und zur Messung von Unterbrechungen in Lichtstrahlen verwendet. Hier ist ein Bild aus dem obigen Wikipedia-Artikel, wie es aussieht:

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PeterJ
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PM-Röhren werden nach wie vor häufig für Ereignisse mit geringer Photonenzahl verwendet, bei denen eine Photonenzählung erforderlich ist. Suchen Sie einfach nach Super kamiokande, um ein extremes Beispiel für die Detektion von solaren Neutrinos zu sehen.
Platzhalter
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Einfacher als die Fotovervielfacherröhre ist die grundlegende Fotodiode der Vakuumröhre:

Fotodiode

Die gebogene Platte ist die Fotokathode und der Drahtpfosten in der Mitte ist die Anode. Photonen stoßen Elektronen von den Oberflächen beider Elemente ab, aber da die Fläche der Kathode so viel größer ist als die der Anode, fließt sie netto von der Kathode zur Anode - was auch als "positiver Strom" angesehen werden kann "Von Anode zu Kathode.

Albert Einstein erhielt seinen Nobelpreis (1921) für die Erklärung, wie dies funktioniert (Veröffentlichung 1905).

Dave Tweed
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"Gab es Technologien vor Fotodioden"
Bulwersator
Es ist eher ein "Fotoventil" als das, was normalerweise unter "Fotodiode" zu verstehen ist, dh ein Silizium-Sperrschichtbauelement.
pjc50
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pjc50: Zwei-Element-Vakuumröhren (oder "Ventile") werden auch Dioden genannt. Der Begriff ist nicht auf Festkörpergeräte beschränkt.
Dave Tweed
@ Dave Tweed: Das OP bedeutete offensichtlich andere Geräte als Halbleiter-Fotodioden, weil er schrieb "... oder ähnliche Halbleiter"
Curd
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@ pjc50: Tatsächlich wurden Halbleiterdioden nach den vakuumröhren mit zwei Anschlüssen benannt, die vor ihnen datiert waren. Zwei terminal: Diode. Drei terminal: Triode. Fünf Terminal: Pentode. Diese Namen gab es, bevor neue Arten von Dioden auftauchten, die aus Halbleitern hergestellt wurden.
Olin Lathrop
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1873 entdeckte Willoughby Smith, dass der elektrische Widerstand von grauem Selen vom Umgebungslicht abhängig war. Die ersten kommerziellen Produkte wurden Mitte der 1870er Jahre von Werner Siemens entwickelt.

liftarn
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Die allerersten Bildsensoren waren Vidicon-Röhren, eine Vakuumröhrentechnologie. Diese bestehen aus Metallen mit geringer Austrittsarbeit in einer Fotokathode. In modernen Sensorkonstruktionen wird noch indirekt auf diese Geräte verwiesen. Wenn jemand sagt, er habe einen 1/2 "Sensor (oder 1/3" oder 1 / 3.4 "usw.), vergleicht er die Bilddiagonale mit einem Vidicon-Röhrendurchmesser, der für einen 1" Außendurchmesser ungefähr 16 mm Bildfläche betrug. Aber das ist auch kein "Standard".

Platzhalter
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Vidicons waren ziemlich spät; Orthicons waren früher, ebenso wie der "Farnsworth Image Dissector", der so unempfindlich war, dass seine Weiterentwicklung zum Photomultiplier führte.
Brian Drummond