Eine IR-Fotodiode oder Infrarot-Fotodiode ist eine Art Fotodetektor, der speziell zur Erkennung von Infrarotstrahlung (IR) entwickelt wurde. IR-Fotodioden reagieren empfindlich auf Lichtwellenlängen im Infrarotspektrum, deren Wellenlänge typischerweise zwischen etwa 700 Nanometern und 1 Millimeter liegt. Sie funktionieren ähnlich wie Fotodioden für sichtbares Licht, sind jedoch für die Erkennung von IR-Strahlung optimiert, die für das menschliche Auge unsichtbar ist, aber häufig in verschiedenen Anwendungen wie Fernbedienungen, Nachtsichtgeräten und Wärmesensoren verwendet wird.
Das Funktionsprinzip einer IR-Fotodiode basiert auf dem gleichen grundlegenden Mechanismus wie Fotodioden für sichtbares Licht. Wenn IR-Photonen auf das Halbleitermaterial der Fotodiode treffen, erzeugen sie Elektron-Loch-Paare im Verarmungsbereich des Geräts. Dadurch entsteht ein Photostrom proportional zur Intensität der einfallenden IR-Strahlung. Die photogenerierten Träger werden gesammelt und ergeben ein elektrisches Signal, das verarbeitet werden kann, um das Vorhandensein oder die Intensität von IR-Licht zu erkennen.
Im Zusammenhang mit einer Diode bezieht sich „IR“ auf die Verwendung von Infrarotwellenlängen. IR-Dioden sind Halbleiterbauelemente, die Infrarotstrahlung aussenden oder erkennen. Im Fall einer IR-Fotodiode erkennt sie IR-Strahlung, indem sie das einfallende Licht in elektrischen Strom umwandelt. Andererseits sendet eine IR-LED (Light Emitting Diode) bei Vorwärtsspannung Infrarotlicht aus und wandelt elektrische Energie in IR-Photonen um. Sowohl IR-Fotodioden als auch IR-LEDs spielen in verschiedenen Anwendungen, von Kommunikationssystemen bis hin zu Sensor- und Bildgebungstechnologien, eine entscheidende Rolle.
Der Hauptunterschied zwischen einer Fotodiode und einer IR-Fotodiode liegt in ihrer spektralen Empfindlichkeit. Eine Standard-Fotodiode reagiert empfindlich auf Wellenlängen des sichtbaren Lichts und reicht manchmal bis in den nahen Infrarotbereich. Im Gegensatz dazu ist eine IR-Fotodiode speziell für die Erkennung von IR-Strahlung konzipiert und optimiert, die außerhalb des sichtbaren Spektrums liegt. IR-Fotodioden sind mit Materialien und Strukturen ausgestattet, die ihre Empfindlichkeit und Reaktion auf IR-Wellenlängen verbessern, sodass sie effektiv in Anwendungen eingesetzt werden können, die die Erkennung und Messung von Infrarotlicht erfordern, wie z. B. Fernerkundung, Wärmebildgebung und Näherungssensoren.
