紅外探測器分類及應用

紅外探測器是能對外界紅外光輻射產(chǎn)生響應的光電傳感器，是目前傳感器領(lǐng)域發(fā)展的重點之一。利用它制成的探測器是軍事、氣象、農(nóng)業(yè)、工業(yè)、醫(yī)學等方面需要的設備，它涉及物理、材料等基礎科學和光學、機械、微電子和計算機等多學科領(lǐng)域的綜合科學技術(shù)。

按照工作機理分類：

熱探測器和光子探測器的分類和特點

·光子探測器：光子探測器的工作機理是利用入射光輻射的光子流與探測器材料中的電子互相作用，從而改變電子的能量狀態(tài)，引起各種電學現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為光子效應。光子探測器有內(nèi)光電和外光電探測器兩種，后者又分為光電導，光生伏特，光電發(fā)射型，光磁電型等四種。

·熱探測器：紅外熱探測器的工作原理是利用輻射熱效應。探測器件接收輻射能量后引起溫度升高，再由接觸型測溫元件測量溫度改變量，從而輸出點型號。

熱探測器主要有四類：熱電堆，熱釋電型，和氣體型。

光子探測器和熱探測器的分類和特點

光子探測器和熱探測器的性能特點比較

光子探測器的介紹和應用

1. 光導型探測器：

當紅外輻射照射在某些半導體材料表面上時，半導體材料中有些電子和空穴可以從原來不導電的束縛狀態(tài)變?yōu)槟軐щ姷淖杂蔂顟B(tài)，使半導體的導電率增加，這種現(xiàn)象叫光電導現(xiàn)象，利用光電導現(xiàn)象制成的探測器成為光電導探測器。

應用：水分分析，火焰探測，紅外光譜儀，火車軸溫檢測，安防，軍事等，

2. 光伏型探測器：

當紅外輻射照射在某些半導體材料的pn 結(jié)上時，在結(jié)內(nèi)電場的作用下，自由電子移向n 區(qū)，空穴移向p 區(qū)。如果pn 結(jié)兩端便產(chǎn)生一個附加電勢，稱為光生電動勢。利用這個效應制成的探測器稱為光伏型探測器。

應用：光功率計，光纖通訊，氣體檢測，水分檢測，血液分析等

3. 光電發(fā)射型探測器：

當物質(zhì)受到紅外線照射時，電子得到了足夠的光能后從物質(zhì)表面上放射出來的現(xiàn)象，稱為光電子發(fā)射效應。發(fā)射出來的電子稱為光電子。光電子形成的電流即為光電流。這種探測器稱為光電發(fā)射型探測器

應用：紅外輻射強度測試，激光定位等

4.光磁電型探測器：

當紅外輻射照射在某些半導體材料表面上時，材料表面額電子和空穴將向內(nèi)部擴散，在擴散中若受強磁場的作用，電子與空穴則各偏向一邊，因而產(chǎn)生開路電壓，這種效應的探測器稱為光磁電型探測器

應用：紅外輻射強度測試，氣體檢測，激光脈沖測試

熱探測器的介紹和應用

1. 熱敏電阻探測器：

熱敏電阻是有錳，鎳，鈷的氧化物混合后燒結(jié)而成。熱敏電阻一般制成薄片狀，當紅外輻射照射在熱敏電阻片上，其溫度升高，電阻值減小。測量熱敏電阻值的變化，即可得知入射紅外輻射的強弱，從而可以判斷產(chǎn)生紅外輻射物體的溫度。

應用：工業(yè)流程溫度測試，家用溫度傳感，電源電池溫度監(jiān)控等

2. 熱釋電探測器

當一些晶體受熱時，在晶體兩端將會產(chǎn)生數(shù)量相等而符號相反的電荷，這種由于熱變化產(chǎn)生的電化現(xiàn)象，被稱為熱釋電效應。這種探測器為熱釋電探測器

應用：氣體探測，人流量監(jiān)測，安防等

3. 氣體型探測器

利用氣體吸收紅外輻射后，溫度升高，體積增大的特性，來反映紅外輻射的強度。主要的探測器為高萊氣動型探測器。

應用：紅外和Thz 輻射探測器

4.熱電偶和熱電堆探測器

熱電偶是基于溫差電效應工作的。單個熱電偶提供的溫差電動勢比較小，滿足不了某些應用的要求，所以常把幾個或幾十個熱電偶串接起來組成熱電堆。熱電堆可以比熱電偶提供更大的溫差電動勢，新型的熱電堆采用薄膜技術(shù)制成，因此，稱為薄膜型熱電堆。

應用：溫度測量，運動感應，存在檢測等