Optische Größen

-> Absorption ist molekülspezifisch

-> Spezifische Konzentrationsmessung von Gas in Gemisch

->   Selektive Messung der Massenkonzentration

->  Erwärmung mit modulierter Anregung => Druckwelle=> Schallamplitude prop. Zu Konzentration

->Anregungswellenlänge bestimmt Analyt

o   Analog zu Photoakustik

o   Erwärmung führt zu Änderung des Brechungsindexes

o   Dispersion proportional zu Konzentration

o   Genau, kompakt

->  Welle-Teilchen Dualismus

->  Welle: Beugung, Brechung

->  Teilchen: Quantisierte Energie, Impuls

->  Fotoeffekt -> Strahlung regt Elektronen an -> Widerstandsänderung

->  Spektrum je nach Material

->  Obsolet wegen Fotodiode

-> (innerer) Fotoeffekt in Sperrschicht => Strahlung mobilisiert Elektronen in Sperrschicht

->  Beleuchtungsstärke proportional zu Sperrstrom

->  Dunkelstrom proportional zu Temperatur

▪ Optosensoren – Fotodiode mit Transimpedanzversätker

▪ Avalance Diode – Betrieb mit hoher Sperrspannung

▪ Anordnungen mehrerer Fotodioden:Quadrantenanordnung, Zeilenanordnung

▪ „Integrierte“ Farbkorrekturfilter

▪ Große Fotodiode mit Elektroden an gegenüberliegenden Seiten

▪ Detektion positionsempfindlich – 0,05 % der aktiven Länge

▪ Keine Bereichsunterteilung

->  Bipolartransistor mit lichtsensitiver Basis (innerer Photoeffekt)

->  Verstärkung V = 100-1000

->  Nichtlinear, sehr viel empfindlicher als Fotodioden

->  Array von lichtsensitiven Kondensatoren

->  Ladung proportional Zu Beleuchtungsstärke

->  Auslesung über Schieberegister

->  Anwendung bei bildgebender Detektion

->  Elektronen in E-Feld beschleunigt und vervielfacht

-> Verstärkung 106 -> Nachweis einzelner Photonen möglich

->  Wellenlängenunabhängige Erwärmungsmessung

->  Thermosäulen => Verschaltung von Thermoelementen

->  Bolometer => Absorbierende Schicht mit thermischer Masse verbunden mit Wärmereservoir, Messung der Änderung von R

->  Pyroelektrische Strahlungsempfänger => Sensor erzeugt Ladung wenn er eine Temperaturänderung erfährt

->  Standard Si-Halbleiterbauteile sind im UV-Bereich nicht empfindlich, da SiO2 (Siliziumdioxid) UV-Strahlung absorbiert.

->  UV-Sensoren verwenden eine phosphoreszierende oder fluoreszierende Beschichtung.

->  Die Beschichtung absorbiert UV-Strahlung und emittiert detektierbare Wellenlängen.

->  Back-Lighted-CCD: Bei dieser Methode wird das SiO2 auf der Rückseite des CCD (Charge-Coupled Device) entfernt, um die Rückseite zu bestrahlen.

->  Deep-Depletion-CCD: Diese Technologie erweitert die Verarmungszone im CCD, um die Wahrscheinlichkeit der UV-Absorption zu erhöhen.

o   Emission charakteristisch für Lichtquellen

o   Lichtquellen dienen als Normale und zur Anregung

o   Unterschiedliche Arten von Lichtquellen: thermische/nichtthermische Strahler, Flammen, chemische Reaktionen, Lichtbögen, LASER-Quellen, Gasentladungen usw.

o   Strahlung idealer schwarzer Körper (𝛼 = 1)

o   Planck'sches Strahlungsgesetz

o   Näherungsweise Realisierung mit Hohlraumstrahlern

o   Thermische Strahler sind nichtideale Planck'sche Strahler

o   Schwarze Körper sind auch ideale Absorber

o   Anwendungen: breitbandige Emitter (Infrarot), Farbnormal, Pyrometer

o   Prinzip der Gasentladung: Stoßionisation von Gasmolekülen im elektrischen Feld

o   Spontane Emission von Anregungsenergie in Form von 𝛾-Strahlung

o   Emission definierter Wellenlängen möglich

o   LASER steht für "Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation"

o   Photonenemission durch Relaxation angeregter Elektronen

o   LASER-Pumpen, Populationsinversion, Resonator (Hohlraum), kontinuierliche Emission

o   Eigenschaften der Laserstrahlung: monochromatisch, direktional, kohärent

o   Unterschiedliche Laser-Systeme und Bauarten

o   Normale dienen als metrologischer Vergleichsgegenstand

o   Primärnormale und Gebrauchsnormale

o   Basis der Kalibrierung und Zuordnung von Messwerten zu Messsignalen

o   Rückführbarkeit auf physikalische Grundgrößen (SI-Einheiten)

o   Unterscheidung zwischen strahlungsphysikalischen und lichttechnischen Größen

o   Einheiten: Candela (Lichtstärke), Lumen (Lichtstrom)