Според класификацията инфрачервените сензори могат да бъдат разделени на термични сензори и фотонни сензори.

Термичен сензор

Термичният детектор използва елемента за откриване, за да абсорбира инфрачервеното лъчение, за да предизвика повишаване на температурата, което след това се придружава от промени в определени физични свойства. Измерването на промените в тези физични свойства може да измери енергията или мощността, които абсорбира. Конкретният процес е както следва: Първата стъпка е да се абсорбира инфрачервеното лъчение от термичния детектор, за да се предизвика повишаване на температурата; втората стъпка е да се използват някои температурни ефекти на термичния детектор, за да се преобразува повишаването на температурата в промяна на електричеството. Има четири вида промени на физическите свойства, които обикновено се използват: тип термистор, тип термодвойка, пироелектричен тип и пневматичен тип Gaolai.

# Тип термистор

След като чувствителният към топлина материал абсорбира инфрачервеното лъчение, температурата се повишава и стойността на съпротивлението се променя. Големината на промяната на съпротивлението е пропорционална на абсорбираната енергия на инфрачервеното лъчение. Инфрачервените детектори, направени чрез промяна на съпротивлението, след като дадено вещество абсорбира инфрачервено лъчение, се наричат ​​термистори. Термисторите често се използват за измерване на топлинното излъчване. Има два вида термистори: метални и полупроводникови.

R(T)=AT−CeD/T

R(T): стойност на съпротивлението; T: температура; A, C, D: константи, които варират в зависимост от материала.

Металният термистор има положителен температурен коефициент на съпротивление и неговата абсолютна стойност е по-малка от тази на полупроводника. Връзката между съпротивлението и температурата е основно линейна и има силна устойчивост на висока температура. Използва се най-вече за измерване на температурна симулация;

Полупроводниковите термистори са точно обратното, използвани за откриване на радиация, като аларми, противопожарни системи и търсене и проследяване на термични радиатори.

# Тип термодвойка

Термодвойка, наричана още термодвойка, е най-ранното термоелектрическо устройство за откриване и нейният принцип на работа е пироелектричен ефект. Съединение, съставено от два различни проводникови материала, може да генерира електродвижеща сила в кръстовището. Краят на термодвойката, който получава радиация, се нарича горещ край, а другият край се нарича студен край. Така нареченият термоелектричен ефект, т.е. ако тези два различни проводникови материала са свързани в контур, когато температурата на двете съединения е различна, в контура ще се генерира ток.

За да се подобри коефициентът на поглъщане, черно златно фолио е монтирано на горещия край, за да се образува материалът на термодвойката, който може да бъде метал или полупроводник. Структурата може да бъде или линия, или лентово образувание, или тънък филм, направен чрез технология за вакуумно отлагане или фотолитографска технология. Термодвойки от типа на обекта се използват най-вече за измерване на температурата, а термодвойки тип тънък слой (състоящи се от много термодвойки в серия) се използват най-вече за измерване на радиация.

Времевата константа на инфрачервения детектор тип термодвойка е относително голяма, така че времето за реакция е относително дълго, а динамичните характеристики са относително лоши. Честотата на промяната на радиацията от северната страна обикновено трябва да бъде под 10 HZ. В практическите приложения няколко термодвойки често се свързват последователно, за да образуват термобатарея за откриване на интензитета на инфрачервеното лъчение.

# Пироелектричен тип

Пироелектричните инфрачервени детектори са направени от пироелектрични кристали или „сегнетоелектрици“ с поляризация. Пироелектричният кристал е вид пиезоелектричен кристал, който има нецентросиметрична структура. В естествено състояние центровете на положителния и отрицателния заряд не съвпадат в определени посоки и на повърхността на кристала се образува определено количество поляризирани заряди, което се нарича спонтанна поляризация. Когато температурата на кристала се промени, това може да доведе до изместване на центъра на положителните и отрицателните заряди на кристала, така че поляризационният заряд на повърхността се променя съответно. Обикновено повърхността му улавя плаващи заряди в атмосферата и поддържа състояние на електрическо равновесие. Когато повърхността на сегнетоелектрика е в електрическо равновесие, когато инфрачервените лъчи се облъчват върху неговата повърхност, температурата на сегнетоелектрика (лист) се повишава бързо, интензитетът на поляризацията пада бързо и свързаният заряд намалява рязко; докато плаващият заряд на повърхността се променя бавно. Няма промяна във вътрешното фероелектрично тяло.

За много кратко време от промяната в интензитета на поляризацията, причинена от промяната на температурата, до състоянието на електрическо равновесие на повърхността отново, на повърхността на фероелектрика се появяват излишни плаващи заряди, което е еквивалентно на освобождаване на част от заряда. Това явление се нарича пироелектричен ефект. Тъй като отнема много време на свободния заряд, за да неутрализира свързания заряд на повърхността, това отнема повече от няколко секунди, а времето за релаксация на спонтанната поляризация на кристала е много кратко, около 10-12 секунди, така че пироелектричният кристал може да реагира на бързи температурни промени.

# Gaolai пневматичен тип

Когато газът абсорбира инфрачервено лъчение при условие, че поддържа определен обем, температурата ще се повиши и налягането ще се увеличи. Големината на увеличението на налягането е пропорционална на абсорбираната мощност на инфрачервеното лъчение, така че абсорбираната мощност на инфрачервеното лъчение може да бъде измерена. Инфрачервените детектори, направени по горните принципи, се наричат ​​детектори за газ, а тръбата Gao Lai е типичен детектор за газ.

Фотонен сензор

Фотонните инфрачервени детектори използват определени полупроводникови материали, за да произведат фотоелектрични ефекти под въздействието на инфрачервено лъчение, за да променят електрическите свойства на материалите. Чрез измерване на промените в електрическите свойства може да се определи интензитетът на инфрачервеното лъчение. Инфрачервените детектори, създадени от фотоелектричния ефект, се наричат ​​общо фотонни детектори. Основните характеристики са висока чувствителност, бърза реакция и висока честота на реакция. Но обикновено трябва да работи при ниски температури и лентата на откриване е сравнително тясна.

Според принципа на работа на фотонния детектор, той може да бъде разделен на външен фотодетектор и вътрешен фотодетектор. Вътрешните фотодетектори се разделят на фотопроводими детектори, фотоволтаични детектори и фотомагнитоелектрически детектори.

# Външен фотодетектор (PE устройство)

Когато светлината пада върху повърхността на определени метали, метални оксиди или полупроводници, ако енергията на фотоните е достатъчно голяма, повърхността може да излъчва електрони. Това явление се нарича общо фотоелектронна емисия, която принадлежи към външния фотоелектричен ефект. Фототръбите и фотоумножителните тръби принадлежат към този тип фотонни детектори. Скоростта на реакция е бърза и в същото време продуктът с фотоумножителна тръба има много високо усилване, което може да се използва за измерване на единичен фотон, но обхватът на дължината на вълната е сравнително тесен, а най-дългата е само 1700 nm.

# Фотопроводим детектор

Когато полупроводникът абсорбира падащи фотони, някои електрони и дупки в полупроводника преминават от непроводимо състояние в свободно състояние, което може да провежда електричество, като по този начин увеличава проводимостта на полупроводника. Това явление се нарича ефект на фотопроводимост. Инфрачервените детектори, направени от фотопроводимия ефект на полупроводниците, се наричат ​​фотопроводими детектори. В момента това е най-широко използваният тип детектор на фотони.

# Фотоволтаичен детектор (PU устройство)

Когато инфрачервеното лъчение се облъчва върху PN прехода на определени структури от полупроводников материал, под действието на електрическото поле в PN прехода, свободните електрони в P областта се преместват в N зоната, а дупките в N зоната се преместват в П област. Ако PN преходът е отворен, в двата края на PN прехода се генерира допълнителен електрически потенциал, наречен фотоелектродвижеща сила. Детекторите, направени чрез използване на ефекта на фотоелектродвижещата сила, се наричат ​​фотоволтаични детектори или съединителни инфрачервени детектори.

# Оптичен магнитоелектричен детектор

Магнитно поле се прилага странично към пробата. Когато повърхността на полупроводника абсорбира фотони, генерираните електрони и дупки се разпространяват в тялото. По време на процеса на дифузия, електроните и дупките се изместват към двата края на пробата поради ефекта на страничното магнитно поле. Има потенциална разлика между двата края. Това явление се нарича оптико-магнитоелектричен ефект. Детекторите, направени с фотомагнитоелектричен ефект, се наричат ​​фотомагнитоелектрически детектори (наричани PEM устройства).