07 - Fényérzékelés, detektorok

A XX. század első felében fejlesztették ki a csillagászati fotográfiát, a távcsövekkel fényképeket készítettek. A fotoemulziót nagy üveglemezekre vitték fel. Az 1950-es években már fotoelektron-sokszorozó csöveket használtak, és létrehozták a nemzetközi színszűrő-rendszereket. 1990 körül új detektor vette át a fő szerepet, a CCD (Charge Coupled Device: töltéscsatolt eszköz). Ez egy integrált áramkör (chip), melynek elemei, pixelei félvezető anyagból állnak, és a beeső fény intenzitásával arányos elektromos töltés halmozódik fel bennük. Ezt egy elektronika kiolvassa, és máris kész a digitális kép. A fényképezőgépek és a videokamerák is ilyen érzékelőt tartalmaznak.

Fotoelektron-sokszorozó cső: a fotókatódra beeső fény elektronokat lök ki, amelyek a fémlemezek között egyre erősebb lavinát váltanak ki. Végül az áram arányos a beeső fény intenzitásával.

CCD chip készlet a korai időkből

A CCD képelemei (pixelei) félvezető anyagú, kicsiny cellák, melyekben a beérkező fény intenzitásával arányos elektromos töltés halmozódik fel.

Egy csillag képe a CCD-n, pár pixel a mérete

A különféle fényérzékelők összehasonlítása. A kvantumhatásfok: a beérkező fotonok hány százalékát mutatja ki.

Az elektromos töltések léptetése a CCD kamerában, a pixeleknél lévő feszültség megfelelő kapcsolgatásával

Felvétel, majd a töltések léptetésével letöltés a kiolvasó sorba a CCD kamerában