Quelltext der Seite Photodiodenzeile

[[Datei:CMOS-Fotodiodenarray.jpg|miniatur|CMOS-Photodiodenarray der Firma [[Melexis|Melexis N.V.]] in [[Surface-mounted device|SMD]]-Bauform]]

Eine '''Photodiodenzeile''' ({{EnS|''photodiode array''}}, kurz: ''PDA'' oder {{lang|en|''diode array''}} bzw. {{lang|en|''linear array''}}) ist ein [[Halbleiterbauelement]], auf dem mehrere [[Photodiode]]n in einer Reihe auf einem Chip zusammen mit Integrations- und Ausleseschaltung integriert sind. PDAs sind also spezialisierte [[Active Pixel Sensor|CMOS-Sensoren]], sie unterscheiden sich von diesen im Prinzip nur durch die nicht zwei-, sondern eindimensionale Anordnung der Bildpunkte/Photodioden.

== Design ==

Eine Photodiodenzeile besteht aus einer Gruppe linear (zeilenförmig) angeordneter [[Photodiode]]n sowie Versorgungs- und Ausleseschaltung, die häufig mit dem [[CCD-Sensor|CCD-Prinzip]] arbeitet. Das zum Einsatz kommende Halbleitermaterial dieser Dioden richtet sich nach der spektralen Empfindlichkeit für den geforderten [[Wellenlänge]]nbereich.
* UV/VIS/NIR (200–1100 nm): Si ([[Silizium]])
* NIR/IR (900–2500 nm): InGaAs ([[Indium]]-[[Gallium]]-[[Arsen]]id) oder PbS ([[Bleisulfid]])

Die Daten werden in der Regel seriell ausgelesen, je nach Typ als analoges oder über einen internen [[Analog-Digital-Umsetzer]] digitalisiertes Signal. Die Anzahl der Einzeldioden auf dem Chip ist begrenzt. Moderne Bauelemente können 128, 256, 512 oder auch 1024 Einzelelemente haben.

Es werden auch Anordnungen mit mehreren Photodiodenzeilen nebeneinander gefertigt, z.&nbsp;B. zum gleichzeitigen Aufnehmen von Referenzdaten. Durch die begrenzte Anzahl der Einzelelemente ist die Auslesezeit sehr gering (weniger als eine Millisekunde), Maßnahmen zur Gewährleistung der Stabilität und Reproduzierbarkeit der analogen Messwerte sind aufwendig (‚Dummy‘- oder ‚Referenzdioden‘, Kühlung und Temperaturregelung) und wirken sich auf den Preis aus.

== Anwendung in Spektrometern ==

Die Photodioden-Arrays sind hier meist hinter einem [[Polychromator]] angeordnet und sind der ortsauflösende [[Strahlungsdetektor]] für das Spektrum.
Sie sind erhältlich für [[Ultraviolettstrahlung|Ultraviolett]], [[Licht|sichtbares Licht]] und [[Infrarotstrahlung|nahes Infrarot]]. Zusammen mit dem [[Dispersion (Physik)|dispersiv]]en Element bildet sie ein simultan arbeitendes [[Spektrometer]] ({{EnS|''Optical Multichannel Analyzer''}}, OMA, oder {{lang|en|''Multi Channel Spectrometer''}}, MCS, genannt).

Spektrometer mit Diodenarray-Detektor sind preislich günstiger als klassische, scannende Spektrometer.
Vorteilhaft sind vor allem die sehr schnelle Erfassung eines weiten Bereiches des Lichtspektrums. Sie sind damit für Anwendungen geeignet, bei denen Veränderungen verfolgt werden müssen.
Nachteilig ist die Begrenzung der optischen Auflösung durch die minimalen Abmessungen der Einzeldioden. Die Auflösung ist in der Regel schlechter als bei „klassischen“ Spektrometern.

== Einsatzgebiete ==
* Diodenarray-[[Spektrometer]]
* Handmessgeräte für Farbe, Feuchte, Schichtdicke etc.
* Analysentechnik im Labor, z.&nbsp;B. als [[HPLC#Detektoren|Detektor]] in der Flüssigkeits-[[Chromatografie]] oder [[Hochleistungsflüssigkeitschromatographie|HPLC]]
* Winkelsensorik
** Drehwinkel- und Drehmomentsensor in elektrischen [[Servolenkung]]en
** Optoelektronische Winkellagegeber, [[Inkrementalgeber]] und [[Absolutwertgeber]]
* Entfernungsmessung: Geräte zur [[Elektrooptische Entfernungsmessung|optischen Abstandsmessung]] (Triangulation)

*[[Barcodelesegerät]]e

== Weblinks ==
* [http://www.ichaus.de/iC-LF1401 iC-LF1401], Pinkompatibler Ersatztyp für TSL1401 von [[iC-Haus]]
* [http://www.melexis.com/ProdMain.aspx?nID=387 MLX90255], Automotive-Typ mit 128 Pixeln von [[Melexis|Melexis N.V.]]


[[Kategorie:Spektroskopie]]
[[Kategorie:Optoelektronik]]