紅外傳感器分類

紅外線，實質上是一種電磁放射波，其波長范圍大致在0.78μm～1000μm頻譜范圍內，因其是位于可見光中紅光以外的光線，故而得名為紅外線。

任何溫度高于絕對零度的物體，都會向外部空間以紅外線的方式放射能量。利用紅外放射實現相關物理量測量的傳感技術，即為紅外傳感技術。紅外傳感技術是近年來發展最快的技術之一，紅外傳感器目前已廣泛應用于航空航天、天文、氣象、軍事、工業和民用等眾多領域，起著不可替代的重要作用。

按檢測機理不同，通常將紅外傳感器分為熱式和光子式（也稱量子式）兩大類。熱式是利用紅外放射的熱效應，即當熱式傳感器的敏感元件吸收所入射的紅外放射后，其溫度隨之變化，進而使敏感元件的相關物理參數發生相應變化，通過對這些物理參數及其變化的測量就可確定傳感器所吸收的紅外放射量。熱式傳感器主要優點是：響應波段達整個紅外區域，可以在常溫下工作，輕便可靠，成本較低，使用簡單方便等。但其不足之處是響應時間相對較長（ms級），靈敏度較低，一般用于低頻調制的場合。常用的熱式紅外傳感器類型主要有熱敏電阻/(微)放射熱計型、熱電偶/熱電堆型、高萊氣動型和熱釋電型等。其中，熱釋電型的敏感元件通常采用具有熱釋電效應的晶體材料，具有檢測效率高，頻率響應最寬，能探測放射信號的快速變化等顯著優點，故該類傳感器發展較快，應用范圍也較廣。

光子式紅外傳感器是利用紅外放射的光子效應而進行工作的傳感器。所謂光子效應，是指當有紅外線入射到某些半導體材料上時，紅外放射中的光子流與半導體材料中的電子相互作用，改變了電子的能量狀態，從而引起各種電學現象。通過測量半導體材料中電子性質的變化，就可以知道相應紅外放射的強弱。光子探測器類型主要有內光電探測器、外光電探測器、自由載流子式探測器、QWIP量子阱式探測器等。內光電探測器又細分為光電導型、光生伏特型和光磁電等類型。光子探測器的主要特點是靈敏度高、響應速度快，具有較高的響應頻率，但缺點是探測波段較窄，一般工作于低溫（為保持高靈敏度，常采用液氮或溫差電制冷等方式，將光子探測器冷卻至較低的工作溫度）