Hybrid-Fotodetektor

Ein Hybrid-Fotodetektor ist ein Bauteil zur Erfassung sehr geringer Lichtmengen. Aufgrund der geringen Fluktuation können Hybrid-Fotodetektoren die Anzahl der ursprünglich erzeugten Photoelektronen präzise bestimmen, solange die maximale Aufnahmekapazität nicht überschritten wird. Diese Detektoren kombinieren die Eigenschaften von Photomultipliern und Avalanche-Fotodioden und bieten eine schmale Impulshöhenverteilung. Für Messungen im Zeitbereich führt dieser einzelne Verstärkungsschritt zu einer regelmäßigen Ausbreitungszeitverteilung und damit zu einem geringen Timing-Jitter.

Eintreffende Photonen werden von einem HPD mit einer Photokathode (z. B. aus Galliumarsenidphosphid) detektiert, die ein Photoelektron mit der höchstmöglichen Quanteneffizienz emittiert. Diese wird in einer Photomultiplierröhre durch Hochspannung im Vakuum stark beschleunigt, sodass sie schließlich auf eine Lawinendiode trifft (Elektronenbeschuss). Dadurch werden in der APD zahlreiche Elektronen freigesetzt, sodass das ursprüngliche Photoelektron mehr als tausendfach vervielfältigt wird. Auf diese Weise entstehen messbare Signale, die zur Datenerfassung verwendet werden können.

Hybriddetektoren haben im Vergleich zu PMTs oder SPADs deutlich geringere Totzeiten. Aufgrund ihrer hohen Quanteneffizienz, ihrer großen Fläche (im Vergleich zu SPADs) und ihrer schnellen Zeitauflösung werden diese extrem lichtempfindlichen Detektoren häufig in der Fluoreszenzlebensdauer-Mikroskopie und der Fluoreszenzkorrelationsspektroskopie eingesetzt.

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