Fotodetektorid: fotoelektronkordistid ja CCD-maatriksid

Üksik footon kannab nii vähe energiat, et üksainus elektron, mille see fotoefekti kaudu vabastada suudab, on otseseks mõõtmiseks liiga nõrk signaal — vaja on viisi, kuidas muuta üks elektron miljardite elektronide pursketeks. Fotoelektronkordisti teeb täpselt seda dünoodideks nimetatavate elektroodide ahela kaudu, mis on hoitud üksteisest järjest kõrgemal pingel. Fotokatood vabastab iga neelatud footoni kohta ühe elektroni; see elektron kiireneb esimese dünoodi poole ja vabastab kokkupõrkel mitu oma sekundaarelektroni. Igaüks neist kiireneb järgmise dünoodi poole ja kordab protsessi. Kümne dünoodiastme ja tagasihoidliku neljakordse võimenduse korral astme kohta muutub üksainus algne elektron anoodile jõudmise ajaks umbes miljoniks — eksponentsiaalne kaskaad, mitte liitmine, kuna korrutumine kuhjub igal astmel, mitte lihtsalt ei liitu.

CCD pildisensor kasutab sama fotoefekti, aga levitab selle laiali, mitte võimenda seda. Iga piksel on väike pooljuhi ala, kus neelatud footon vabastab laengukandja, ja see laeng koguneb lihtsalt paigale kogu säritusaja jooksul, ilma korrutumata. Pärast säritust nihutatakse igast pikslist kogunenud laeng rida rea kaupa lugemisregistrisse, mis teisendab selle digitaalseks väärtuseks — see on "laengsidestuse" osa nimest, mis viitab sellele, kuidas laeng antakse lugemise ajal ühelt pikslilt teisele edasi, mitte loetakse otse paigal.

Kumbki seade ei ütle, mis värvi valgus sellele langes. Fotoelektronkordisti üksik väljundvool ei ütle midagi footoni lainepikkuse kohta — ainult seda, kui palju footoneid saabus, kaalutuna sellega, kui tõhusalt fotokatood sellel lainepikkusel reageerib. CCD piksli kogunenud laeng on täpselt samasugune: proportsionaalne sellega, kui palju valgust sellele langes, ilma värviinfota laengus endas. Värvikaamerad lahendavad selle nii, et panevad iga piksli kohale erineva värvifiltri (või teevad mitu säritust erinevate filtritega), ning kombineerivad tulemused — sensor ise on igal juhul värvipime.