紅外傳(chuán)感器一般是有光學係(xì)統、探測器、信號調理電路(lù)和顯示單元等組成。紅外探測器是紅外傳(chuán)感(gǎn)器的核心。紅外探測器是利用紅外輻射與物質(zhì)相互作用所(suǒ)呈(chéng)現(xiàn)的物理效應來探測紅外輻射的。紅外(wài)探測器的種類很多,按探測機理的不同,分為熱(rè)探測器和光子探測器兩大(dà)類。

1、熱探測(cè)器

熱探測器(qì)的工作機(jī)理是:利(lì)用紅外輻射的熱效應,探(tàn)測器的敏感元件吸收輻射(shè)能後引起溫度升高,進而使某(mǒu)些有關物理參數發生相應變化(huà),通過測(cè)量物理參(cān)數的變化來確定探測器所吸收的紅外(wài)輻射。

與光(guāng)子探測器相(xiàng)比,熱探測器的探測率比(bǐ)光子探(tàn)測器的峰值(zhí)探測率低,響應時間長(zhǎng)。但熱探測器主要優點是影響波段寬,響應範圍可擴展到整個紅外區域,可以在常溫下工作,使用方便,應用相(xiàng)當廣泛。

熱探測(cè)器主要有四類:熱釋電型、熱敏電阻型(xíng)、熱電阻型和氣體型。其中,熱釋電型探測器在熱探測器中探測率(lǜ)最高,頻率最高,頻率(lǜ)響應最(zuì)寬,所以這種(zhǒng)探測器(qì)倍受重視(shì),發揮咱很(hěn)快。這裏我們主要介紹熱釋電型探測器。

熱是典型紅外探測(cè)器是根據熱釋電效應製成的,即(jí)電石、水晶(jīng)、酒石酸鉀鈉、碳(tàn)酸鋇等晶體受熱產生溫度(dù)變化時(shí),期原(yuán)子排列將發生變化,晶體(tǐ)自然極化,在其兩表麵產生電荷的現象稱為熱釋電(diàn)效應(yīng)。用此效應製成的“鐵電體”,其極化強度(dù)(單位麵積上的(de)電荷)與溫度有關(guān)。當紅外(wài)輻射照射到已(yǐ)經極(jí)化的鐵(tiě)電體薄片表麵上時引起薄片溫度升高,使(shǐ)其極化強度降低,表(biǎo)麵電荷減少,這相當於釋放一部分電荷,所以叫做熱釋電型傳感器。如果將負載電阻與鐵電體薄片(piàn)相連,則負載電阻上(shàng)便產生(shēng)一個電信號輸出。輸出信號的強弱取決於薄片溫度變化的快慢,從而反應(yīng)出入射的紅外輻(fú)射的強弱,熱釋電型紅外傳感器的電(diàn)壓響應率正比於入(rù)射光(guāng)輻射率變化的速率。

2、光子探測器(qì)

光子探測器的工作(zuò)機(jī)理是:利用入射光(guāng)輻射(shè)的(de)光子流與探測材料中的電子互相作用,從而改變電子的能量狀態,引起各種電學想象,可(kě)製(zhì)成(chéng)各種不同的光子探(tàn)測器。光子探(tàn)測器有內光電和外光電探測器兩種,後者又分為光電導、光生伏特和光磁電探測器三(sān)種。光(guāng)子探測器的主要特點是靈敏度高,響應速(sù)度快,具有較高的響應頻率(lǜ),但探測波段較(jiào)窄,僅對長(zhǎng)波段有響應,一般需在低溫下工作。