В Политехе получили первые опытные образцы бескорпусного фотодиода

Фотодиод – приемник оптического излучения, который преобразует попавший на его фоточувствительную область свет в электрический заряд. Фотодиоды – основные элементы помехозащищенных измерительных систем (системы питания, в которых вместо проводов используется оптоволокно и в качестве носителя энергии выступает световой поток, а не металлические проводники). Зарубежные аналоги стоят достаточно дорого. Научный коллектив под руководством заведующего кафедрой «Электроснабжение промышленных предприятий» сызранского филиала Политеха Артема Земцова разработал отечественные фотодиоды. На инновацию получено решение о выдаче патента (заявка № 2024139798).

– Гибридные измерительные системы (в них используют свет для трансфера энергии, а работают датчики от электрической, получаемой при помощи фотодиода), сочетающие микроэлектронные датчики и микропроцессорные системы, питаемые за счет оптического излучения, обладают рядом преимуществ, – поясняет Артем Земцов. – Это позволяет исключить металлические провода и обеспечить полную гальваническую развязку. То есть мы исключим прямую электрическую связь по металлическим проводам, передача энергии будет осуществляться по оптоволокну.

Современные фотовольтаические преобразователи стоят очень дорого, поэтому применяются в промышленности не очень широко. Научный проект политеховских ученых направлен на усовершенствование технологии изготовления бескорпусных фотодиодов. Современные гибридные системы должны быть не только точными и недорогими, но и безопасными, обеспечивая гальваническую развязку между областью измерений и зоной обработки сигнала.

Фотодиод, созданный командой Артема Земцова, работает в фотовольтаическом режиме и обладает КПД более 50%. Поэтому он найдет применение в различных областях: от роботизированных устройств и датчиков в опасных средах до медицинского оборудования и мониторинга высоковольтных линий. Кроме этого, его можно будет использовать в интеллектуальных имплантатах и системах мониторинга пассивных оптических сетей.

– Новизна нашего изобретения в том, что мы достигаем высокого КПД за счет снижения затенения фоточувствительной поверхности, улучшения равномерности распределения фотогенерированных носителей, снижения оптических и омических потерь, – отмечает Артем Земцов.

Над инновационным проектом по улучшению технологии изготовления бескорпусных фотодиодов команда ученых работала совместно с индустриальным партнером филиала – ООО «ВИЗИР» (Москва).

Кроме этого, проект привлек внимание одного из ведущих российских разработчиков и производителей лазерных систем промышленного и медицинского назначения – ООО «МеЛСиТек» (Дзержинск). Компания проявила высокую заинтересованность в результатах работы и готова предоставить свои производственные мощности для тестирования предложенных технологический решений, разработанных исследовательской группой сызранского филиала Политеха.