Einführung und Überblick

Zusammenfassung

Elektromagnetische Strahlung kann durch zwei Wechselwirkungsprozesse Energie auf einen Festkörper übertragen und zwar durch Anregung der Gitteratome und/oder der freien und gebundenen Elektronen. Im ersten Fall resultiert eine Temperaturerhöhung des Festkörpers, die meist über die Änderung seiner elektronischen Eigenschaften indirekt nachgewiesen werden kann, während im zweiten Fall die Photonen des Strahlungsfeldes direkt eine Veränderung der Energieverteilung der Elektronen bewirken. Entsprechend teilt man die Detektoren nach den ihrer Funktionsweise zugrundeliegenden Effekten üblicherweise in thermische Detektoren und Photonendetektoren ein. Aus dem grundlegenden Unterschied der Funktionsweise ergeben sich grundsätzliche Unterschiede ihrer Eigenschaften: Bei thermischen Detektoren ist die Signalgröße unabhängig von der Energie des Einzelquants proportional zur gesamten absorbierten Strahlungsenergie und die Ansprechgeschwindigkeit ist wegen der großen thermischen Relaxationszeit entsprechend langsam. Bei Photonendetektoren hingegen ist die Signalgröße proportional zur Zahl der absorbierten Photonen. Sie werden auch oft als Quantendetektoren bezeichnet. Ihre Ansprechgeschwindigkeit ist wegen der im Vergleich zu den thermischen Relaxationszeiten kleinen Trägerlebensdauern bzw. gegebenenfalls der im allgemeinen noch kleineren Drift- und dielektrischen Relaxationszeiten um Größenordnungen höher als bei thermischen Detektoren. Die Einteilung in thermische Detektoren und Photonendetektoren kann auch in Analogie zu Strahlungssendern betrachtet werden: Thermische Detektoren entsprechen den Temperaturstrahlern (Glühlampe) und Photonendetektoren den Lumineszenzund Laserdioden.