Wie "veraltet" ist der Foveon X3 Sensor ?

[Gast_51960]

Das wars jetzt mit Foveon-
ab jetzt wird Geld mit der Lizenz verdient:

http://forums.dpreview.com/forums/readflat.asp?forum=1027&thread=33986209

...danke für den Link. Aber warum soll´s das jetzt mit Foveon gewesen sein ? Wer sagt denn, dass da nicht noch ganz andere Sachen in der Schublade liegen ?

Gruss,

Browny.

 

[KeinKorn]

Also Verzeihung aber das ist doch vollkommener Nonsense. Foveon (CMOS) zählt auch nur Elektronen, und misst genausowenig die Wellenlänge der verursachenden Photonen wie ein Bayer-Sensor (ob Cmos oder CCD).

Bei Foveon besteht (wie bei Bayer) nur ein probabilistischer Zusammenhang der Wellenlänge des Photons mit der Tiefe respektive Sensorschicht auf der das Elektron ausgelöst wird. Dieser ist nicht sehr diskrimininativ, das heißt Photonen unterschiedlichster Wellenlänge können (mit hoher Wahrscheinlichkeit) ein Elektron in der gleichen Sensorschicht erzeugen. Nach dem Auslesen muss dann zurückgeschlossen werden, von der Schicht auf die Wellenlänge (respektive Farbe), und das geht eben genau aus diesem Grund so schlecht.

Das find ich extrem gut auf den Punkt gebracht!!
Um es mal in die mathematische Modell-Bildung weiterzuführen: Die Absorption der Photonen in Bezug zur Eindringtiefe im Silizium kann mathematisch nur als stochastischer Prozess modelliert werden; die Umkehr-Richtung -- also von der gemessenen Absorptions-Tiefe auf die Wellenlänge der eingefallenen Photonen, d.h. auf Verteilungs-Charakteristik und die Wahrscheinlichkeits-Werte der Zufallsvariablen -- ist notwendigerweise nur statistisch beschreibbar (überlagert natürlich von der Integration über die Zeit des Mess-Intervalls).
Diese Statistik mit den resultierenden Floating-Point-Rechenaufwand ist das was meiner Ansicht nach die quälend langen Wartezeiten beim Auswerten von Foveon-Daten erklärt (Bayer-Sensoren erledigen dagen die statististischen Berechnungen zu einem erheblichen Teil schon analog und instantan während der Messung, eben durch die räumlich verteilte Farb-Filterung -- quasi als »photonischer Statistik-Computer« wenn ausnahmsweise mal der verbale Absturz auf PM-Niveau erlaubt ist .
Also interpoliert wird beim Foveon gar nix, da verstehn wir uns. Nur'n kleines bisschen Statistik 8).

Das erklärt aber leider immer noch nicht was konkret verhindert dass Foveon-Chips mit größerer Fläche als derzeit verfügbar produziert werden... selbst wenn die benötigte Rechenleistung bei der Auswertung mit der Sensor-Fläche quadratisch ansteigt sollte das z.B. mit dem Akku-Pack eines MF-Backs und der damit versorgbaren Processing Power kein Show-Stopper sein (naja gut, zumindest nicht ätzender als bei Foveon-Kameras z.Zt ).

Und wenn sich jemand wirklich diese

Ist ein Photon ein Teil einer Schwingung, eine Schwingung oder ein definiertes festes Teilchen das schwingt, hat es eine Masse, bewegt es sich im Raum oder in der Zeit oder in beidem ?"

Frage stellt dann verschont mich bitte mit »Diskussionen« darüber. Wer das tut sollte lieber mal statt der ganzen Wikipedia-Artikel ein Skript zu einer Grundstudiums-Vorlesung in Quanten-Physik von vorn bis hinten durchlesen, mit allen Formeln 8).

Was den Patent-Antrag von Sony angeht hoff ich seit längerem dass die sich das Thema Mehrschichten-Sensoren mal wirklich zur Brust nehmen! Das wär zwar für Sigma als Kamera-Hersteller bedauerlicherweise das Aus, aber wir als Fotografen können nur davon profitieren.

 

[xtorsten]

Was den Patent-Antrag von Sony angeht, hoffe ich seit längerem dass die sich das Thema Mehrschichten-Sensoren mal wirklich zur Brust nehmen! Das wär zwar für Sigma als Kamera-Hersteller bedauerlicherweise das Aus, aber wir als Fotografen können nur davon profitieren.

wenn die dann tatsächlich was damit anfangen - sonst blockieren sie nur eine Modifikationsmöglichkeit. Und selbst wenn die das ernsthaft machen, muss man mal abwarten, wie das umgesetzt wird; ob sie z.B. 'Schärfe' auf Pixelebene nicht zugunsten der Rauscharmut ein Stück weit opfern...

Zur Ausgangsfrage:
veraltet finde ich den Sensor insofern, als dass die Kombination von Dynamikumfang, Rauschen bei höheren ISO's und Auflösung den Anforderungen der Masse heute nicht mehr gerecht wird, bzw. nicht das Bayerniveau übertrifft. Vor allem auf dem DSLR-Sektor. Für Kompakte gelten ja durch das üblicherweise kleinere Sensorformat andere Standards - nur ist die übliche Zielgruppe da an Zoomobjektive und gute .jpeg-engines gewöhnt - was auch 'nicht mehr zeitgemäß' bedeutet...
... so bleibts ein Nischenprodukt für Liebhaber und/ oder spezielle Anwendungsbereiche.

Konsequenterweise müsste da Butter bei die Fische; mehr Fläche, mehr Auflösung, größere Pixel - und wiederum mit anderen Standards messen. Dann geht die Diskussion weiter: "die d700 kann aber bei ISO1600 noch und hat soundso viel Dynamikumfang", etc. ....

Ob das Sensorprinzip als solches veraltet ist, das hängt aus meiner Sicht vor allem davon ab, wie viel Potential in Bezug auf das SNR-Verhältnis noch nicht ausgeschöpft wurde - und das kann ich nicht beurteilen, würde mich aber brennend interessieren!

VG,
torsten

 

[Mi67]

AW: Wie "veraltet" ist der Fovoen X3 Sensor ?

...warum vermeidest Du hier bewusst den Begriff BANDBREITE ? Und warum gehst Du nur auf die unterschiedlichen Tiefen der Sensorpositionen innerhalb des Pixels und nicht auf die unterschiedlichen Dicken der drei Sensoren innerhalb des Pixels ein ?

a) weil Bandbreite impliziert, dass der Blaukanal alles von 400-490, der Grünkanal alles von 490-560, der Rotkanal alles von 560-700 Nanometer erhalte. So scharf ist es aber nicht und darf es nicht sein - weder bei Bayer noch bei Foveon.
b) Unterschiedliche Dicken sind für das Prinzip der Farbzuweisung unerheblich. Sie dienen wie Du schon sagtest der Anpassung der Spektralempfindlichkeit des Sensors auf unser Sehen bei Tageslicht, indem sie der Absorptionsstochastik folgend von oberflächlich nach tief immer dicker werden. Grün- und Rot-Layer ragen übrigens auch bis an die Oberfläche. Warum wohl?!

...zunächst zur Klarstellung und ich denke Du stimmst mit mir darin überein: Licht einer bestimmten Wellenlänge hat eine bestimmte Farbe. Ein Farbton setzt sich u.U. aus mehreren, mehr oder weniger weit auseinanderliegenden Farben (Wellenlängen) des Spektrums zusammen.

Denke mal das ist so auch für Dich akzeptabel.

Ist noch nicht ganz vollständig. Ein cyan-blauer Farbton kann genauso gut monochrom (488er Laser) oder als Wellenlängengemisch (z.B. Himmelsreflexion in Südsee-Meerwasser) gebildet werden. Es besteht also Eindeutigkeit bei der Benennung einer durch eine bestimmte Wellenlänge erzeugten Farbe, aber Mehrdeutigkeit in der Benennung der an der Bildung einer bestimmten Farbe beteiligten Wellenlängen. Daher ist die Kenntnis der exakten Wellenlängen für die Fotografie auch unerheblich.

Diese Wellenlängen generieren nun an den Ausgängen der einzelnen Sensoren des 3-lagigen Pixels, je nach Farbe und Farbton (Gemisch von Wellenlängen) und damit je nach Eindringtiefe 3 relativ genau definierte Ausgangswerte die mathematisch genau zu einem genauen digitalen Wert für die weitere Verarbeitung berechnet werden können. Also haben wir hier exakte, direkt von jedem Pixel gelieferte Werte.

Nö. Ein mit 532 nm Wellenlänge vor sich hindümpelndes Lichtquant kann auf seinem Weg durch einen X3-Sensor in blau-, grün-, oder rot-empfindlichen Bereichen absorbiert werden und eine Ladungstrennung erzeugen. Die Wahrscheinlichkeit ist nicht gleich, aber es ist und bleibt ein stochastischer Prozess. Dementsprechend ist das, was an den drei Auslesekanälen eines Pixels anliegt noch ein Rohdatensatz, der eine Farbzuweisung erst nach Ausmultiplikation mit einer Korrekturmatrix erlaubt. Heraus spaziert eine Farb- aber keine Wellenlängeninformation. Es könnten ebenso gut 10.000 Photonen mit 532 nm oder 10.000 Photonen mit Wellenlängen von 500-560 nm gewesen sein.

Beim Bayer-Filter Sensor sieht das anders aus, denn da wird aus vier benachbarten Pixeln über Wahrscheinlichkeitsalgorythmen aus den Intensitätswerten für den jeweiligen Farbwert jeder Pixelposition der vier benachbarten Pixel ein Näherungswert gebildet.

Die Farbzuweisung passiert exakt nach dem gleichen Strickmuster (Berechnung durch Ausmultiplikation mit einer Matrix) wie bei hintereinanderliegenden Foveon-Pixeln. Nur die Ortszuweisung kommt noch hinzu.

Es ist meiner Ansicht nach schon ein Unterschied ob ich aus drei an EINER Pixelposition exakt messbaren Werten durch Addition und Subtraktion einen Gesamtwert exakt berechne, oder ob ich durch Wahrscheinlichkeitsrechnung den Näherungswert von VIER Pixelpositionen ungefähr bestimme.

Es ist meiner Ansicht nach schon ein Unterschied ob ich aus drei an EINER Pixelposition mittels der Wahrscheinlichkeit der Absrptionstiefe ungefähr abschätzbaren Werten durch Addition und Subtraktion einen Gesamtwert hinreichend genau approximiere, oder ob ich durch Matrixrechnung den exakten Wert durch exakte Messung an VIER benachbarten, auf definierte Spektralcharakteristiken hin sensibilisierte Pixelpositionen bestimme.

Wie viele Sätze möchtest Du noch emotional tönen, um von der Realität abzulenken?

BTW: der gesamte "wie-funktioniert-das-Diskurs" hat mit der Ausgangsfrage immer weniger zu tun.

Das Sony-Patent zeigt, dass die Absorptionstiefen-Prinzipien weiterentwickelt werden können, mehr kann man für den Moment doch gar nicht wollen.

... und damit für mich EOT.

 

[Trayloader]

RedFox schnappt über-

hier äußert sich Eric Fossum (war früher bei Foveon) über das neue Sony Patent
und-guess what-

erzählt genau das was die meisten hier richtig verstanden und Tom brilliant erklärt hat-
ein stochastischer, subtraktiver Prozess.
Super simpel.

http://forums.dpreview.com/forums/readflat.asp?forum=1000&message=33986807&changemode=1

und das mal zur Info, was das Superhirn heute macht, also Klappe zu RedFox:

http://209.85.129.132/search?q=cach...ssum"+foveon&cd=3&hl=de&ct=clnk&client=safari

 

[Gast_74099]

Hört mal bitte auf, auf einem User rumzuhacken.

 

[Murcielago]

Hinweis

Hört mal bitte auf, auf einem User rumzuhacken.

Hervorhebung …

 

[TomTom79]

...es geht um einen Foveon X3 ähnlichen backlit 3-Layer Sensor mit vertikal angeordneter Row- / Column-Auslesung.

Hab grad nochmal kurz reingelesen, ich sehe es ähnlich, mit der Einschränkung, dass es eben nur am Rande um 3-Layer Sensoren geht.

Es geht ja offenbar nur im Embodiment #56 (Bild 4, 69 und 70) um übereinander angeordnete Photodioden. Der Zusammenhang zwischen Foveon und den BackLit-Sensoren von Sony besteht m.E. darin, dass die Photodioden tief liegen und nicht an der Oberfläche. Dadurch entstehen Probleme, die im Patent addressiert werden. Beide Anwendungen werden addressiert, einmal BackLit und andererseits mehrschichtig.

Was man noch daraus lernt: Patente sind schwer zu lesen - besonders wenn sie aus dem Japanischen übersetzt sind!?

 

[Gast_51960]

@Mi67
Bandbreite impliziert zunächst einmal eine relativ weitgefasste Selektivität. Und dass sich Bandbreitenbereiche überlappen, geht aus den weiter vorn bereits genannten Dokumenten hinlänglich deutlich hervor, ebenso wie die Tatsache, dass es für jeden Sensor ein ziemlich steiles Empfindlichkeits-(Resonanz-) Maximum gibt. Dies wird über die relativ genaue Bemessung der vertikalen Ausdehnung (Dicke) des Sensorbereiches (P/N- / N/P-Übergänge) passend zu seinem jeweiligen Frequenz- / Wellenlängebereich erreicht. Die Anpassung an die Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges erfolgt über die unterschiedlichen horizontalen Flächenausdehnungen der Sensorelemente innerhalb des Pixels. Somit spielt 1. die Selektion der Wellenlänge und 2. der Beleuchtungsintensität zusammen in dem sie 1. den Farbwert und 2. den Helligkeitswert ergeben.

Das hat zunächst einmal sehr wenig mit den theoretischen Ansätzen der Quantenphysik zu tun und die Betrachtung des Verhaltens einzelner oder kleiner Mengen einzelner Photonen wird Dich hier nicht weiterbringen und ist nur im Bezug auf das Rauschverhalten bzw. in Grenzbereichen mit sehr wenig Licht von Interesse.

Eine Vorabkenntnis der Wellenlänge ist daher uninteressant, weil der Sensor für die entsprechende Wellenlänge, je nach Eindringtiefe, an jeder von dieser Wellenlänge getroffenen Pixelposition ohnehin einen eindeutigen Wert liefert, der nicht interpoliert werden muss. Die gelieferten Werte können vom RAW-Konverter direkt in RGB-Werte umgerechnet werden.


@Trayloader

irgendwie verstehe ich nicht warum Du Dich mit einem Toten unterhältst.
Weiterhin könntest Du einmal die Stelle in dem von Dir zitierten Posting auf DP-Review aufzeigen, die Deiner Aussage entspricht. Meine Englichkenntnisse reichen dafür offenbar nicht aus.

Using multi layers of silicon to separate color predates Foveon by a number of years so probably there is no big interference with issued Foveon patents.

There is really no way to tell if this is just a concept that Sony is protecting its IP rights to via the patent process, or if it is really under development. I am guessing it is not under funded development due to many problems with the silicon filter approach.

(1) While good color quality is possible (remarkably so) SNR tends to degrade for low light level signals due to all the mathematical processing that ultimately increases the noise (e.g. Subtract two large signals from each other and the signal goes down and the total noise goes up).

(2) Fabrication is no easy nor inexpensive thing. The improvement in customer experience will need to be substantial - something not borne out by the market so far.

(3) Making low noise readout with buried gates sounds like a big challenge to me.

Nevertheless, it is tantalizing to try to make silicon filters work. I have spend a lot of time trying to make this work out from an SNR point of view (forget about practical implementation) and so far no luck for me.

Auch in Deinem zweiten Link ist keine Stelle zu finden, die Deine Äußerungen hier bestätigen würde. Könntest Du das nochmal etwas deutlicher hervorheben ?

Danke,

Gruss,

Browny.

 

[Gast_51960]

Hab grad nochmal kurz reingelesen, ich sehe es ähnlich, mit der Einschränkung, dass es eben nur am Rande um 3-Layer Sensoren geht. ...

... so wollte ich das auch verstanden wissen . Was ich allerdings schon interessant finde ist der Ansatz die Ausleseelektronik vertikal anzuordnen und die lichtempfindlichen Sensorflächen "näher an die Lichtquelle" zu bringen. Das könnte einen deutlichen Schritt nach vorn bringen, wenn die 3 Sensoren im Pixel die gleichen photoelektrischen Eigenschaften aufweisen würden, wie die des Foveon X3 Sensors. Als reine Photonen- /Elektronensammler wie es z.B. Mi67 meint würden sie wahrscheinlich keinen grösseren Vorteil bringen. Ist aber möglich, dass Foveon hier seinen Trumpf hält und das Sony-Patent daher nicht mit dem von Foveon kollidiert. Schliesslich werden ja (leider) nicht alle Patentzusatzschriften online gestellt.

Gruss,

Browny.

 

[Ockham]

@Mi67
Bandbreite impliziert zunächst einmal eine relativ weitgefasste Selektivität. Und dass sich Bandbreitenbereiche überlappen, geht aus den weiter vorn bereits genannten Dokumenten hinlänglich deutlich hervor, ebenso wie die Tatsache, dass es für jeden Sensor ein ziemlich steiles Empfindlichkeits-(Resonanz-) Maximum gibt. Dies wird über die relativ genaue Bemessung der vertikalen Ausdehnung (Dicke) des Sensorbereiches (P/N- / N/P-Übergänge) passend zu seinem jeweiligen Frequenz- / Wellenlängebereich erreicht.

Mit Resonanz hat das schon mal gar nichts zu tun. Die Schichtdicken müssen deshalb so genau eingehalten werden, weil die extrem starke Wellenlängenabhängigkeit der Absorbtionstiefe zu stark schwankenden "Filterkurven" führt. Bei Bayer-Sensoren werden diese Filterkurven hauptsächlich von den verwendeten Filterfarbstoffen bestimmt, die sich viel leichter kontrollieren lassen. Das Ergebnis sind wesentlich besser reproduzierbare Ergebnisse bzw. erheblich geringere Fertigungstoleranzen.

 

[Gast_51960]

Mit Resonanz hat das schon mal gar nichts zu tun. ...

Hier geht es nicht um die Schichtdicke des gesamten Foveon X3 Sensors, sondern um die bewusst abgestimmte Dicke von dotierten Bereichen innerhalb des Pixels zum Zweck der Nutzung einer Variante eines bestimmten Effekts in der Wellenlehre die "Resonanzabsorption", der in anderen Bereichen der Physik überwiegend für andere Zwecke ebenfalls genutzt wird.

Dieser Effekt, der für Bayer-Filter Sensoren völlig irrelevant ist, ermöglicht aber beim Foveon X3 Sensor ein ausreichend hohes Ausgangssignal. Herauslesen kannst Du das aus den verschiedenen Patentschriften von Dick Merrill, Dick Lyon und Carver Mead zu mehrlagigen Sensoren.

Gruss,

Browny.

 

[TomTom79]

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.120.6831&rep=rep1&type=pdf Ist auch ganz gut und vor allem verständlich, was Foveon betrifft.

 

[Gast_51960]

http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.120.6831&rep=rep1&type=pdf Ist auch ganz gut und vor allem verständlich, was Foveon betrifft.

... selbstverständlich, zumindest was die erste X3 Generation (SD9 > F7X3-B91) anbelangt. Die zweite (F7X3-C9110), dritte (FO18-50-F19 X3) und vierte (Fx17-78-F13D) Generation stellen aber doch Weiterentwicklungen dieser Basis dar. Keine Aussage findet man in den Dokumenten darüber, welche der möglichen Sensordiodenarten und in welcher Kombination in welchem Sensor eingesetzt wurde oder wird. Auch über das Frequenzverhalten des Pixels selbst, wie auch über das der Einzelsensoren innerhalb des Pixel wird immer nur sehr allgemein gesprochen, ebenso wie über die periphere Ausleseelektronik. In dem Sony Patent wird z.B. eine andere Beschaltung aufgezeigt. Da es sich hier aber um Standardschaltungstechniken handelt, ist davon auszugehen, dass auch Foveon damit experimentiert hat und irgendeine der vielen Möglichen Lösungen anwendet. Nirgendwo wird über genaue Werte der Vorspannung zur Beeinflussung der Bandgap gesrochen etc.. Das ist immer alles sehr vage gehalten und hat sicher einen Grund .

Die Links hier um mal einige Sensorprinzipien zu nennen :

http://link.aip.org/link/?JAPIAU/82/4647/1
http://www.freepatentsonline.com/4238760.html
http://www.sciencedirect.com/scienc...serid=10&md5=45d715299d9a103306b59a8db59d544e
http://jjap.ipap.jp/link?JJAP/44/8676/
http://www.freepatentsonline.com/4626675.html
http://www.faqs.org/patents/app/20090266974

Gruss,

Browny.

 

[Ockham]

Hier geht es nicht um die Schichtdicke des gesamten Foveon X3 Sensors, sondern um die bewusst abgestimmte Dicke von dotierten Bereichen innerhalb des Pixels zum Zweck der Nutzung einer Variante eines bestimmten Effekts in der Wellenlehre die "Resonanzabsorption", der in anderen Bereichen der Physik überwiegend für andere Zwecke ebenfalls genutzt wird.

Einem Photon sind die dotierten Bereiche völlig schnurz. Oder glaubst du, dass 1 Fremdatom auf 1 Million Wirtsatome (oder noch geringere Dotierungslevel) irgeneinen Einfluss auf die optischen Eigenschaften des Si-Einkristalls haben?

Dieser Effekt, der für Bayer-Filter Sensoren völlig irrelevant ist, ermöglicht aber beim Foveon X3 Sensor ein ausreichend hohes Ausgangssignal.

Erzähl doch bitte nicht so einen Käse. Noch mal: Der Foveon ist ein stinknormaler CMOS-Bildsensor mit einer etwas anderen Anordnung der Pixel. Die Höhe des Ausgangssignals hängt in allererster Linie ab von der Gatekapazität des Auslesetransistors. Solche Verstärkungsfaktoren zu messen ist übrigens mein tägliches Brot.

Herauslesen kannst Du das aus den verschiedenen Patentschriften von Dick Merrill, Dick Lyon und Carver Mead zu mehrlagigen Sensoren.

Nein, das liest nur du heraus.

 

[Ockham]

Nirgendwo wird über genaue Werte der Vorspannung zur Beeinflussung der Bandgap gesrochen etc.. Das ist immer alles sehr vage gehalten und hat sicher einen Grund .

Ja sicher. Der Bandabstand ist eine Materialeigenschaft des Siliziums und nicht beeinflussbar durch irgendwelche Vorspannungen. Wenn das nämlich ginge, könnte man Si-Bildsensoren bauen, die bis weit in den IR-Bereich empfindlich sind.

 

[Gast_51960]

Einem Photon sind die dotierten Bereiche völlig schnurz. Oder glaubst du, dass 1 Fremdatom auf 1 Million Wirtsatome (oder noch geringere Dotierungslevel) irgeneinen Einfluss auf die optischen Eigenschaften des Si-Einkristalls haben? ...

... schon mal was von Brechungseigenschaften und Brechung von Wellen an der Grenzschicht zweier unterschiedlich dichter Materialien gehört ?

...Solche Verstärkungsfaktoren zu messen ist übrigens mein tägliches Brot. ...

... dann mache ich mir ernsthaft Sorgen um Deine Zukunft ...

Es geht nicht um Verstärkungsfaktoren, sondern um Signalausbeute. Das ist ein Unterschied .

Wenn das nämlich ginge, könnte man Si-Bildsensoren bauen, die bis weit in den IR-Bereich empfindlich sind.

... kann man und in den UV Bereich ...

Literaturhinweis :

http://www.sciencedirect.com/scienc...serid=10&md5=0054c242a78354c9178ffc33171c8636
http://www.sciencedirect.com/scienc...serid=10&md5=e235a052b6d7439a93f0951e91fa4148

 

[Gast_51960]

Ja sicher. Der Bandabstand ist eine Materialeigenschaft des Siliziums und nicht beeinflussbar durch irgendwelche Vorspannungen. Wenn das nämlich ginge, könnte man Si-Bildsensoren bauen, die bis weit in den IR-Bereich empfindlich sind.

... er ist sowohl über die Art der Dotierung (fest), wie, bei bestimmten Aufbauten und Materialien, auch über Vorspannung des (lichtempfindlichen) Gates in bestimmten Grenzen beeinflussbar.

 

[Ockham]

... er ist sowohl über die Art der Dotierung (fest), wie, bei bestimmten Aufbauten und Materialien, auch über Vorspannung des (lichtempfindlichen) Gates in bestimmten Grenzen beeinflussbar.

Quatsch.

 

[Ockham]

... schon mal was von Brechungseigenschaften und Brechung von Wellen an der Grenzschicht zweier unterschiedlich dichter Materialien gehört ?

Der Brechungsindex von Si liegt bei ca. 3.6 (ist Wellenlängenabhängig). Du kannst dir sicher vorstellen, was an der Grenzfläche zwischen Luft und Si passiert.

Und jetzt darfst du gerne die Brechungsindizes für p- und n-dotiertes Si liefern und ähnliche Betrachtungen wie für den Übergang zwischen Luft und Si anstellen.

... dann mache ich mir ernsthaft Sorgen um Deine Zukunft ...

Ich nicht. Selbst die Hersteller lassen hier messen, weil sie's selber gar nicht so genau können.

Es geht nicht um Verstärkungsfaktoren, sondern um Signalausbeute. Das ist ein Unterschied .

Der Begriff ist mir gänzlich unbekannt. Erklär das bitte.

... kann man und in den UV Bereich ...

UV ist nicht IR.

Literaturhinweis :

http://www.sciencedirect.com/scienc...serid=10&md5=0054c242a78354c9178ffc33171c8636
http://www.sciencedirect.com/scienc...serid=10&md5=e235a052b6d7439a93f0951e91fa4148

Da geht's um SiC (Siliziumkarbid). Das ist ein völlig anderes Material als reines Silizium. Nebelkerze, mal wieder.