Eine IR-Photodiode ist ein elektrisches Bauteil, das Licht in Elektrizität umwandelt. Diese Art von Komponenten ist speziell darauf ausgelegt, auf Licht im Infrarotbereich zu reagieren. Kommunikation, Sensoren und Sicherheit sind drei Anwendungen, die sie häufig verwenden.
Alle Photodioden nutzen den photoelektrischen Effekt, um aus Licht elektrischen Strom zu erzeugen. Wenn Lichtphotonen auf die Oberfläche einer Diode treffen, werden Elektronen aus ihrer Position „geschleudert“. Eine Ladung entsteht, wenn das Elektron bewegt wird. Die kontinuierliche Belichtung einer Photodiode erzeugt einen konstanten Stromfluss. Die Stromstärke entspricht der Lichtmenge, die auf die Oberfläche der Diode trifft.
Standard-Photodioden erzeugen Strom als Reaktion auf sichtbares Licht. Eine IR-Photodiode verwendet einen Infrarotfilter, um sichtbares Licht zu blockieren und lässt nur IR-Lichtwellenlängen durch. Dies reduziert die Interferenz durch Hintergrundlicht und stellt sicher, dass Strom nur erzeugt wird, wenn Infrarotlicht vorhanden ist. Eine IR-Photodiode ist technisch in der Lage, kontinuierlich Strom zu erzeugen, indem sie Infrarotlicht ausgesetzt wird.
Die meisten dieser Komponenten werden jedoch nicht zur Stromerzeugung verwendet, sondern zum Erfassen, wenn ein Infrarotsignal empfangen wird. Dies ist nützlich für die Fernkommunikation. Fernseher zum Beispiel verwenden oft Infrarot-Fotodioden, um zu erkennen, wenn eine Taste auf einer Fernbedienung gedrückt wird. Der IR-Filter trägt dazu bei, dass Sonnenlicht diese Steuerung nicht stört. IR-Photodioden können auch mit Infrarotlasern gepaart werden. Dadurch können Kommunikationssignale durch die Luft gesendet und über sehr große Entfernungen erkannt werden.
IR-Photodioden sind auch als Sensoren in Robotik- und Sicherheitsanwendungen nützlich. Mobile Roboter kombinieren oft eine Fotodiode mit einer Infrarot-Leuchtdiode (LED). Infrarotlicht der LED ist für das menschliche Auge unsichtbar, wird jedoch von festen Objekten wie Wänden reflektiert. Nähert sich ein Roboter einem Objekt, erkennt die IR-Fotodiode die Reflexion von Infrarotlicht. Dadurch kann der Roboter anhalten, bevor er gegen eine Wand oder ein anderes Objekt stößt.
Sicherheitssysteme verwenden diese Komponenten, um Eindringlinge zu erkennen. Bei dieser Anwendung kann die unsichtbare Natur von Infrarotlicht ein wesentlicher Vorteil sein. Eine IR-Lichtquelle kann auf einer Seite einer Tür oder eines Raums platziert werden, während sich eine IR-Fotodiode auf der gegenüberliegenden Seite befindet. Die Diode kann den konstanten Infrarotlichtstrahl erkennen, während Einbrecher den Sensor nicht sehen können. Wenn jemand den Raum betritt und den IR-Strahl unterbricht, wird der Alarm aktiviert.