红外探测器的原理与分类

简介：
本文介绍了红外探测器的基本工作原理及其在不同领域的应用，并详细阐述了其主要类型和特点。 红外探测器是一种能够将不可见的红外辐射能量转换为其他易于测量形式的能量转化设备。其核心原理在于不同物体发射特定波段的红外光，这些波段位于可见光之外。由于红外光的独特特性，使得这种技术具有许多优点：如在夜间和恶劣天气条件下的良好适应性；隐蔽性强、一般采用被动接收信号的方式，具备较高的安全性和保密性能；能够有效识别伪装目标；体积小巧、重量轻且功耗低等特征。 从短波到长波的光谱响应范围扩展，以及由单元向多元乃至焦平面的发展趋势，还有制冷型探测器朝室温类型转变的技术进步也体现了红外探测技术的进步。这些特性使得红外探测设备在军事国防和民用领域中得到了广泛的应用，并且其作为高新技术在未来将发挥更加重要的作用。 自1800年Herschel发现红外线以来，科学家们一直在探索如何更好地利用这种能量形式来服务人类社会。早期的尝试包括使用涂黑水银温度计等简单装置，而如今我们已经拥有了多种类型的探测器和系统。这些设备的研发涉及物理、材料科学、化学以及微电子等多个学科领域。 热探测技术是红外检测的一种类型，它通过测量吸收红外辐射后物质产生的温差电势或电阻率变化来确定被吸收的光能量水平。这类传感器包括液态水银温度计、高莱池（气动）、热电偶和测辐射热计等不同种类的产品。 另一类常用的探测器是基于光电效应工作的，它们通过测量被红外线激发产生的电子数量来进行工作。这种类型的设备包含多种不同的设计选项，比如光导体传感器、光伏组件以及量子阱探测器等等。 每种技术都有自己独特的工作原理和应用场景，并且在性能方面各有千秋。例如，在早期的热膨胀计（如水银温度计）中，它们依靠的是材料因受热而体积变化来测量；而在现代的技术里，比如测辐射热计，则是基于半导体电阻或介电常数的变化来进行工作的。 随着时间的发展和科技的进步，红外探测器的应用范围已经从军事国防领域扩展到了消费电子及环境监测等多个方面。由于其独特的优势特性，在未来的科研和技术发展中必将扮演更加重要的角色。