フォトダイオード/フォトトランジスタの発明の前に光を検出するために何が使用されましたか?


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フォトダイオード/フォトトランジスタまたは同様の半導体の前に、それらに当たる光の量(または存在/不在)に基づいて機械を起動または停止するために使用できる技術がありましたか?

回答:


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最初の電気センサーはセレン電池でした。セレンは1860年代に大西洋横断電信ケーブルの受信局で抵抗に使用され、日光の下では不安定な結果をもたらしたことがわかりました。セレンは小さな太陽光発電電流を生成することができるので、戦前の光度計やロンドン科学博物館での「マジックアイ」デモンストレーションで使用されました...


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フォトレジスタは、フォトダイオードの前身でした。

ここに画像の説明を入力してください

電流源として機能する代わりに、それらは光依存抵抗器(LDR)でした。主な欠点は、光の変化に対して非常にゆっくりと反応することです。


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LDRの重要な特性は、フォトダイオードよりも人間の目に似た色感度です。
ジッピー

@jippie:これは多くの一般的なフォトダイオードに当てはまりますが、最近のフォトダイオード/トランジスタは目の感度曲線で見つけることができます。
ラダガスト

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あなたの質問のように機械を停止するために実際には同様の方法で使用されていませんが、フォトトランジスタ/ダイオードが存在する前に、光電子増倍管がありました

高電圧の影響下で、光に敏感なカソードと衝突する単一の光子がいくつかの電子を放出します。その後、これらの電子は陽極に引き付けられ、途中で数回衝突し、さらに多くの電子を放出します。とにかく、リンクされているウィキの記事は、仕組みを説明するのにはるかに優れています。


制御システムで使用する必要があることを示すために、「機械を起動または停止する」だけを含めたので、写真で使用されるフィルム、またはリンゴのスライス(両方とも入射光に基づいて色が変わりますが、実用的ではありません)センサーとしての制御システムで)有効な回答になるべきではありません。
-vsz

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光電子増倍管は、そのような装置です。それらはまだいくつかのアプリケーションで使用されており、フォトダイオードのいくつかの欠点を調べる光電子増倍管とのフォトダイオードの比較により、光電子増倍管の利点がある領域は次のとおりです。

  • より大きな検出エリア
  • 内部ゲインあり
  • はるかに高い感度
  • 特別な冷却およびインターフェース電子回路なしでフォトンカウントが可能
  • 多くの設計で応答時間を短縮

その目的のためにもはや一般的には使用されていませんが、記事はそれらを最初の電動アイ装置であると述べ、光線の遮断を測定するために使用されています。上記のウィキペディアの記事の画像を以下に示します。

ここに画像の説明を入力してください


PMチューブは、フォトンカウントが必要な低フォトンカウントイベントに依然として多く使用されています。スーパーカミオカンデを検索して、太陽ニュートリノ検出で使用される極端な例を確認してください。
プレースホルダー

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基本的な真空管フォトダイオードは、光電子増倍管よりも簡単です。

フォトダイオード

湾曲したプレートは光電陰極であり、中央のワイヤポストは陽極です。光子は電子を両方の要素の表面から自由にノックしますが、陰極の面積は陽極よりもはるかに大きいため、陰極から陽極への正味の流れがあります。これは「正電流」とも考えられます。 「アノードからカソードへ。

アルバート・アインシュタインは、この仕組みを説明したことでノーベル賞(1921年)を受賞しました(1905年に出版された論文)。


「フォトダイオードの前に技術があった」
ブルワーセーター

これは、通常「フォトダイオード」、つまりシリコン接合デバイスで理解されるものよりも「フォトバルブ」に近いものです。
pjc50

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pjc50:2要素真空管(または「バルブ」)もダイオードと呼ばれます。この用語は、ソリッドステートデバイスに限定されません。
デイブツイード

@Daveツイード:彼は書いたので、明らかに、半導体フォトダイオード以外のデバイスを意味OP「...または類似の半導体」
豆腐

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@ pjc50:実際、半導体ダイオードは、それらの日付より前の2端子真空管にちなんで命名されました。2端子:ダイオード。3端子:三極管。5ターミナル:ペントード。これらの名前は、半導体から作られた新しいタイプのダイオードが登場する前に存在していました。
オリンラスロップ

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1873年にウィロビースミスは、灰色のセレンの電気抵抗が周囲の光に依存することを発見しました。最初の商用製品は、1870年代半ばにヴェルナーシーメンスによって開発されました。


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最初の画像センサーは、真空管技術であるビジコン管でした。これらは、光電陰極の低仕事関数金属から作られています。これらのデバイスは、現在のセンサー設計でも間接的に参照されています。誰かが1/2 "センサー(または1/3"または1 / 3.4 "など)を持っていると言うと、画像の対角線を1インチの外径では約16 mmのイメージング領域であるビジコンチューブの直径と比較しています。しかし、それは「標準」でもありません。


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ビディコンはかなり遅れていた。オルシコンは以前のものであり、「ファーンズワース画像ディセクタ」と同じように感度が低かったため、そのさらなる開発は光電子増倍管につながりました。
ブライアンドラモンド
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