Eine Optode ist ein optisches Sensorgerät, das viele Aspekte eines Stoffes messen kann – üblicherweise in der Luft oder unter Wasser – wenn ein Benutzer das Gerät auf den Stoff richtet. Drei Teile sind erforderlich, damit eine Optode funktioniert; eines ist ein Polymer, das die zu messende Substanz einfängt. Ein chemisches oder Energiesignal wird an die eingefangene Substanz angelegt, um eine Reaktion auszulösen, basierend auf dem, was gemessen wird. Nachdem die Reaktion erfolgt ist, berechnen elektronische Komponenten die Reaktion und machen eine numerische oder farbige Darstellung. Die Optode kann viele Werte messen, wie Phosphoreszenz, Absorption und Sauerstoff, und die meisten Messungen beinhalten Licht.
Damit eine Reaktion eintritt, muss die Optode zunächst eine Substanz einfangen. Dies kann dadurch erfolgen, dass das Gerät auf eine Substanz gerichtet wird, dies ist jedoch unzuverlässig. Ohne etwas, das die Substanz gefangen hält, kann sie aus dem Gerät entweichen, was zu ungenauen Messwerten führt. Stattdessen wird ein Polymer verwendet, das sich mit der Substanz verbindet und sie zwingt, im Gerät zu bleiben. Bei der Berechnung der Messungen beeinflusst das Polymer die Reaktion nicht.
Nachdem der Stoff eingefangen wurde, muss ihm ein anderer Stoff ausgesetzt werden, um eine Reaktion auszulösen. Diese zweite Substanz wird dadurch bestimmt, was die Optode misst und was die eingefangene Substanz ist. Einige Optoden können eine reagierende Substanz überspringen, um eine Energie- oder Lichtquelle zu verwenden, die eine Reaktion basierend auf der Energiemenge auslöst, obwohl diese Einheiten ungewöhnlich sind.
Sobald die Reaktion auftritt, muss sie dem Benutzer dargestellt werden, damit er die Messung versteht. Dies wird von den elektrischen Komponenten innerhalb der Optode übernommen. Durch das Sammeln von Informationen aus der Reaktion erstellt die Elektronik entweder eine farbige oder numerische Darstellung. Beispielsweise kann die Vorrichtung rotes Licht emittieren, um zu zeigen, dass eine Reaktion eine hohe Phosphoreszenz aufweist. Numerische Darstellungen sind genauer, aber dies erhöht die Kosten des Geräts und ist möglicherweise nicht praktikabel, je nachdem, was gemessen wird.
Eine Optode kann viele Substanzen und Reaktionen messen, aber die gebräuchlichste Messung ist lichtbasiert. Wenn jemand beispielsweise wissen möchte, wie viel Licht eine Substanz absorbiert oder abstößt, kann dieses Gerät die genaue Menge messen. Eine weitere häufige Anwendung für dieses Gerät ist die Überprüfung des Sauerstoffgehalts im Wasser basierend auf seiner Konzentration und Sättigung. Zum einfachen Abrufen von Daten können die meisten Optodeneinheiten an einen Computer angeschlossen werden, der die Messungen und Messwerte sofort empfängt.