Nobel-díj a CCD érzékelők megalkotóinak

Kiss Ádám Zoltán, 2009. október 7. 07:23

Az idei fizikai Nobel-díjat ezúttal nem az átlagember számára teljesen ismeretlen és beláthatatlan új mezők, vagy részecskék megtalálásáért ítélték oda, hanem a fény újfajta gyakorlati felhasználásáért, az optikai vezetékek és a kamerákból, fényképezőgépekből ismert CCD szenzorok feltalálásáért.

A svéd kémikus, feltaláló Alfred Nobel 1895. november 27-én kelt végrendeletében rendelkezett úgy, hogy vagyonának kamataiból évről évre részesüljenek többek között a fizika, kémia, fiziológia és orvostudomány, valamint az irodalom legjobbjai és megkapják a jelenleg nagyjából egymillió dollár körüli összeget. Ebben az évben az igen kézzelfogható, a hétköznapi életben is használt CCD rendszerű érzékelőt kifejlesztő tudóspáros kapta a fizikai Nobel-díjat. A CCD-t 1969-ben Willard Boyle és George Smith fejlesztette ki a AT&T Bell Labsnál. A Wikipedia adatai szerint a laboratórium éppen egy képtelefonon dolgozott, és a félvezető buborékmemória kifejlesztésén. A kettőt összekötve Boyle és Smith kifejlesztette, az őáltaluk töltés-buborék eszköznek (Charge „Bubble” Devices) nevezett felépítést. Az eszköz lényege az a képesség volt, hogy töltést tudott végigvinni egy félvezető felületén. Mivel a CCD memóriaeszközként kezdte pályafutását, ezért csupán bemeneti regiszteren keresztül kapott töltést. Hamarosan világossá vált, hogy fotoeffektussal is fel lehet tölteni az egyes elemeit, és így kép hozható létre. 1970-re a Bell kutatói egyszerű lineáris eszközökben képesek voltak képet létrehozni; megszületett a CCD. Több cég, többek között a Fairchild Semiconductor, az RCA és a Texas Instruments is beszállt a fejlesztésbe és programok készítésébe. A Fairchild volt az első a kereskedelmi eszközök terén. 1974-ben egy lineáris, 500 elemes és egy kétdimenziós, 100 x 100 pixeles eszközzel. A CCD (Charge-coupled Device, azaz töltés-csatolt eszköz) egy analóg jelek továbbítására szolgáló elektronikai alkatrész-lánc (analóg shift regiszter). Fényérzékeny alkatrésszel, fotodiódával kombinálva a fényt elektronikus jelekké alakító eszköz, mely egymáshoz csatolt kondenzátorokból álló integrált áramkört tartalmaz. Külső áramkör segítségével minden kondenzátor képes átadni a töltését a szomszédjának, így kiolvasható a kép. A CCD-ket a digitális fényképezés, csillagászat területén, videokamerákban és optikai szkennerekben is alkalmazzák. A csillagászatban részben fényességmérésre, optikai és UV-spektroszkópiára és nagysebességű technikáknál alkalmazzák.