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Detección cuántica

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Ilustrar cómo la interacción materia-radiación permite el tránsito de la información útil de un fotón a un fotoelectrón.

Fotoelectrón

La absorción de un fotón permite a un electrón del detector cambiar de estado. La creación de este fotoelectrón por absorción de un fotón caracteriza los detectores cuánticos.

De una señal luminosa a una señal grabada

La conversión fotón + electrón --> fotoelectrón proviene de varios efectos.

Efecto Descripción Receptor
Fotoquímico Cambio de estado químico Placas foto (casi no utilizadas actualmente). Los fotoelectrones activados por la radiación reducen los iones Ag+ en plata metálica.
Fotoeléctrico Extracción de un electrón de un metal hacia el vacío Fototubos, fotomultiplicadores
Fotoconductor Dentro de un semiconductor, la absorción de un fotón permite a un electrón pasar de la banda de valencia a la banda de conducción Fotodiodo
Efecto fotovoltaico Efecto fotoconductor dentro de un enlace PN. Un fotón crea un par hueco-electrón. Ello se traduce por una diferencia de potencial en el enlace; Infrarrojo --> radio


Rendimiento cuántico

La probabilidad j de creación de un fotoelectrón (a menudo llamada rendimiento cuántico) depende de varios parámetros y varía fuertemente con la longitud de onda:
j(c) = (1 - r) e [1 - exp( - acl)]
Con las definiciones siguientes:

r Coeficiente de reflexión en la superficie del detector. Los fotones reflejados no pueden crear un fotoelectrón.
e Fracción de portadores de cargas que participan en la corriente medida.
ac Coeficiente de absorción del material: un detector tiene que absorber.
l Ancho del detector: cuanto más aumenta el producto a l c , mayor es la probabilidad de absorción de un fotón.


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