Etwas zu entwickeln, das Dutzende, Hunderte oder sogar Tausende von Lichtsignalen im gleichen Moment überwachen muss, ist brutal. Ich war schon dabei, als ein Kunde mit einem Breadboard voller diskreter Fotodioden, kilometerlangen Koaxialkabeln und einem Gesicht, das sagt: “Das funktioniert nicht”, auftauchte. In neun von zehn Fällen besteht die Lösung darin, das alles herauszureißen und ein richtiges Photodioden-Array einzubauen.
Zunächst sollte geklärt werden, was ein Photodioden-Array eigentlich ist
Stellen Sie sich das System als ein Lineal aus Lichtdetektoren vor. Anstelle einer einzigen Photodiode, die allein in einem TO-Gehäuse sitzt, erhalten Sie 16, 64, 256, 512, 1024 (oder sogar mehr) winzige Photodioden, die nebeneinander auf demselben Stück Silizium hergestellt und mit einer schönen, geordneten Reihe oder einem Gitter von Stiften verdrahtet sind. Sie alle haben fast die gleiche Temperatur, sind bis auf ein paar Prozent genau aufeinander abgestimmt, und man muss nur ein Gehäuse kühlen oder montieren, anstatt einen ganzen Weihnachtsbaum von Teilen.
Das Arbeitspferd von Bee Photon ist unser B2B Si-PIN-Photodioden-Array Familie. Typische Spezifikationen, die Designer glücklich machen:
- Pixelgröße 25 µm × 500 µm bis zu 100 µm × 100 µm (Sie wählen)
- Dunkelstrom normalerweise 0,2-1 pA pro Pixel bei 25 °C
- Nebenschlusswiderstand > 1 GΩ
- Empfindlichkeit 0,6 A/W bei 900 nm mit geeigneter AR-Beschichtung
- Nebensprechen < 0,05 % zwischen benachbarten Pixeln
Wir haben Hunderte von Standardvarianten auf Lager, aber 60 % der Bestellungen enden immer noch mit mindestens einer kleinen Anpassung - andere Teilung, Szintillator-Beschichtung, eingebautes TEC, was auch immer Sie tatsächlich benötigen.
Si-PIN-Photodioden-Array Vier-Quadranten-PD PDCA04-102
Auf der Suche nach einem leistungsstarken B2B Si-PIN-Photodioden-Array für die Präzisionserfassung? Die PDCA04-102 ist ein hochwertiger Vier-Quadranten-Detektor, der für industrielle OEM-Anwendungen entwickelt wurde. Mit einem robusten 16,5×14,5 mm Gehäuse mit vier großen 5×5 mm großen lichtempfindlichen Elementen bietet dieses Array eine außergewöhnliche Konsistenz und Empfindlichkeit für Positionserfassungs- und Laserausrichtungssysteme. Arbeiten Sie mit Bee Photon zusammen, wenn es um zuverlässige Massenfertigung und kundenspezifische Lösungen geht.
Warum diskrete Detektoren auseinanderfallen, wenn man auf mehrere Kanäle setzt
Lassen Sie mich Ihnen ein Bild malen. Im Jahr 2023 kam ein Startup-Unternehmen zu uns, das einen 1024-Kanal-Aufbau für Fluoreszenz-Korrelationsspektroskopie bauen wollte. Sie begannen mit einzelnen Hamamatsu S13360 MPPC-Modulen - großartige Teile, verstehen Sie mich nicht falsch. Aber sobald sie 1024 davon auf eine Platine geklebt hatten, betrug die Verstärkungsabweichung ±18 %, die Temperaturdrift war an jeder Ecke der Platine anders, und das Ganze verbrauchte 28 Watt nur für die Vorspannung. Sie verbrannten acht Monate und den größten Teil ihrer Startkapitalrunde.
Wir tauschten sie gegen zwei lineare Fotodioden-Arrays mit 512 Pixeln und einem einfachen TIA-ASIC mit jeweils 32 Kanälen aus. Die Leistung sank auf 1,8 W, die Abweichung von Kanal zu Kanal fiel auf ±1,7 %, und drei Monate später wurden die ersten Beta-Geräte ausgeliefert. Das ist die Art von Markteinführungszeit, die ein gutes Photodioden-Array bietet.
Wie Photodiodenarrays die Spektroskopie völlig veränderten
Monochromatoren mit Abtastung der alten Schule sind wie Netflix mit einem 56k-Modem - man bekommt das Bild, aber Bild für Bild und schmerzhaft langsam. Ein Photodioden-Array ist faseroptisch breitbandig: Jede Wellenlänge landet auf einem eigenen Pixel, und Sie lesen das gesamte Spektrum in einer Aufnahme.
Echte Kundendaten aus einem Lebensmittelsicherheitslabor, das NIR-Transmission an fließendem Getreide durchführt (2024):
| Metrisch | Altes Scanningsystem (einzelner InGaAs-Detektor) | Neues PDA-System mit festem Raster und 512 Pixeln |
|---|---|---|
| Volles Spektrum Zeit | 120 ms | 80 µs |
| Durchsatz (Proben/Stunde) | ~800 | >12,000 |
| Nachweisgrenze für Protein | 0.18 % | 0.09 % |
| Jährliche Wartungskosten | $9,800 | $1,200 |
Die Kosten für den neuen Detektor wurden in weniger als fünf Wochen allein durch das erhöhte Probenaufkommen beglichen.
Eine andere Lieblingsgeschichte - ein Pharmaunternehmen, das die Auflösung von Tabletten in Echtzeit misst. Die Reaktionskinetik, die sie interessierte, spielte sich in Fenstern von <400 ms ab. Das Scanningsystem verfehlte die Kurve völlig. Sie wechselten zu unserem gekühlten linearen Array mit 1024 Pixeln und konnten plötzlich 8 ms-Schritte auflösen. Die Aufsichtsbehörden waren von der Wiederholbarkeit der Daten begeistert, und das Produkt wurde sechs Monate früher als geplant zugelassen.
Bildgebende Seite: Hyperspektral, Medizin, Maschinelles Sehen
Bei der hyperspektralen Push-Broom-Bildgebung fliegt oder bewegt man die Szene an einem Spalt vorbei, und das Spektrometer verteilt jede Zeile über das Array. Gleichmäßigkeit über das Photodioden-Array ist das A und O - ein Pixel 5 % heller als sein Nachbar, und Ihre Vegetationsindexkarte sieht aus wie ein Zebra.
Ein Drohnenunternehmen, mit dem wir zusammenarbeiten, kartiert 400 Hektar Weinberge pro Tag bei 3 cm/Pixel GSD mit vier unserer 1024-Pixel-Arrays, die optisch zusammengefügt werden. Sie sind von “wir kalibrieren jeden Morgen und drücken die Daumen” zu “Flat-Field einmal pro Saison” übergegangen.”
In der medizinischen CT und im digitalen Röntgen sitzen 2D-Photodioden-Arrays hinter Gd2O2S- oder CsI-Szintillatoren. Ein geringes Übersprechen ist lebenswichtig - im wahrsten Sinne des Wortes. Wir haben zwei Jahre damit verbracht, die Epoxidfüllung zwischen den Pixeln zu optimieren, um das optische Übersprechen auf unter 0,02 % zu senken. Ein großer europäischer OEM hat nach dem Wechsel zu unseren Modulen eine Reduzierung der Ringartefakte um 62 % gemessen. Die Patientendosis sank um 18 %, weil der Strom der Röntgenröhre gesenkt werden konnte und trotzdem saubere Bilder erzielt wurden.
Si-PIN-Photodioden-Array Doppel-PD PDCA02-201
Die PDCA02-201 ist eine hochpräzise Photodioden-Array für analytische Instrumente, mit einem robusten TO5-Gehäuse und zwei Sensorelementen. Dieser Si-PIN-Detektor wurde für überragende Empfindlichkeit und geringes Rauschen entwickelt und bietet außergewöhnliche Genauigkeit für Spektroskopie, medizinische Diagnostik und wissenschaftliche Forschungsanwendungen.
Entscheidungstabelle: Welches Photodioden-Array sollten Sie tatsächlich kaufen?
Hier ist der Spickzettel, den wir bei der ersten Anfrage verschicken (aktualisiert im Oktober 2025):
| Anmeldung | Wellenlängenbereich | Empfohlene Array-Geometrie | Must-Have Spezifikation |
|---|---|---|---|
| UV-Vis-NIR-Laborspektroskopie | 200-1100 nm | Linear 256-2048 px | Dunkler Strom <1 pA, AR-Beschichtung |
| Prozess-NIR / Chemometrie | 900-1700 nm | Linear InGaAs 512 px | TEC-gekühlt, <50 pA dunkel |
| Hyperspektrale Fernerkundung | 400-1000 nm | Linear 1024×1, 25 µm Abstand | >98 % Füllfaktor, niedriges Lächeln |
| CT / Zahnärztliches CBCT | Röntgenstrahlen → sichtbar | 2D 64×64 oder größer gekachelt | Übersprechen <0,03 %, Nachglühen <0,1 % nach 10 ms |
| OCT (Swept-Source oder SD-OCT) | 800-1350 nm | Linear 2048 px @ 100 kHz+ | Leserauschen <6 e-, 140 kHz Zeilenfrequenz |
Wenn Ihre Spezifikationen irgendwo dazwischen liegen, schicken Sie uns einfach die vier wichtigsten Zahlen (Wellenlänge, Geschwindigkeit, Pixelanzahl, Budget) und wir nennen Ihnen das nächstgelegene Serienteil oder machen Ihnen ein Angebot für eine kleine Anpassung.
Gotchas, über die niemand spricht (aber die wir jede Woche sehen)
- Ausleserauschen, wenn zu viele Kanäle auf einen ADC gemultiplext werden - halten Sie das Verhältnis 16:1, maximal 64:1, es sei denn, Sie kaufen einen wirklich teuren 18-Bit-Wandler.
- Blooming bei hellen Linien - die meisten modernen Arrays verfügen über Anti-Blooming-Gates, aber wenn Sie Laserlinien betrachten, drehen Sie die Integration weit herunter oder fügen Sie einen Neutraldichte-Streifen hinzu.
- Temperaturgradienten auf großen 2D-Panels - ein Unterschied von 10 °C von Ecke zu Ecke führt zu einer Reaktionsabweichung von 8-10 %. Verwenden Sie einen dicken Kupferspreizer oder verwenden Sie TEC.
- ESD - diese Chips hassen statische Aufladung. Erden Sie sich, verwenden Sie Ionisatoren, lagern Sie sie in abgeschirmten Taschen. Wir haben schon erlebt, dass ganze Wafer durch eine unvorsichtige Handhabung zerstört wurden.
Häufig gestellte Fragen (Die, die wir täglich erhalten)
F: Kann ein Photodioden-Array meinen wissenschaftlichen CCD- oder sCMOS-Detektor wirklich ersetzen?
A: 85 % der Zeit, ja. Wenn Sie routinemäßige analytische Spektroskopie, Prozessüberwachung oder medizinische Bildgebung betreiben, ist ein PDA schneller, billiger, robuster und verbraucht nur 1/10 der Energie. Behalten Sie den gekühlten CCD nur, wenn Sie stundenlang dem Ein-Photonen-Sternenlicht nachjagen.
F: Wie lange halten diese Dinger eigentlich in der Praxis?
A: Wir haben Arrays aus dem Jahr 2015, die noch immer rund um die Uhr in Emissionsüberwachungsanlagen von Stahlwerken laufen. MTTF-Berechnungen (Arrhenius-Modell, 85 °C beschleunigt) ergeben >180.000 Stunden. In der realen Welt sieht es noch besser aus.
F: Können Sie seltsame kundenspezifische Dinge herstellen - gestaffelte Pixel, gemischte Si/InGaAs, eingebaute Vorverstärker?
A: Die ganze Zeit. Im letzten Quartal haben wir ein 1×720-Array mit jedem 3. Pixel mit UV-Anzeige für ein Plasmadiagnosegerät und ein 128×128-Array mit integrierten 12-Bit-ADCs auf derselben Keramik für ein Weltrauminstrument hergestellt. Skizze auf einer Serviette → Prototyp in 10-12 Wochen ist normal.
F: Welche Preisspanne sollte ich einplanen?
A: Lineare sichtbare 256-Pixel-Module auf Lager sind normalerweise $400-$800 in 100 Stück. Große 2D-Röntgenmodule beginnen bei etwa $4k-$12k, je nach Größe und Crosstalk-Spezifikation. Kundenspezifische Arbeiten kosten zusätzlich 30-80 %. Immer billiger als der Kauf von 256 diskreten Detektoren und Beten.
Wenn Sie es leid sind, dass die Kalibrierung von Kanal zu Kanal zum Albtraum wird, dass die thermische Drift Ihr SNR auffrisst oder dass Sie fünfstellige Beträge für einen einzelnen gekühlten CCD bezahlen, der 2 Sekunden pro Bild benötigt, dann ist es an der Zeit, über Fotodioden-Arrays zu sprechen.
Holen Sie sich das Datenblatt und die Preise für unsere beliebteste Produktlinie gleich hier: B2B Si-PIN-Photodioden-Array
Oder schießen Sie uns einfach die Spezifikationen zu, die Sie haben. info@photo-detector.com - Wir antworten in 99 % der Fälle noch am selben Tag, und Muster werden in der Regel am nächsten Tag versandt, wenn sie auf Lager sind.
Sie können auch direkt zum Kontaktformular springen: Kontakt zum Bee Photon Team
