Podľa klasifikácie možno infračervené senzory rozdeliť na tepelné senzory a fotónové senzory.

Tepelný senzor

Tepelný detektor využíva detekčný prvok na absorbovanie infračerveného žiarenia na zvýšenie teploty, ktoré je sprevádzané zmenami určitých fyzikálnych vlastností. Meraním zmien týchto fyzikálnych vlastností možno merať energiu alebo výkon, ktorý absorbuje. Špecifický proces je nasledovný: Prvým krokom je absorbovať infračervené žiarenie tepelným detektorom, aby sa spôsobilo zvýšenie teploty; druhým krokom je využitie niektorých teplotných efektov tepelného detektora na premenu nárastu teploty na zmenu elektriny. Bežne sa používajú štyri typy zmien fyzikálnych vlastností: typ termistora, typ termočlánku, pyroelektrický typ a pneumatický typ Gaolai.

# Typ termistora

Potom, čo materiál citlivý na teplo absorbuje infračervené žiarenie, teplota stúpa a hodnota odporu sa mení. Veľkosť zmeny odporu je úmerná absorbovanej energii infračerveného žiarenia. Infračervené detektory vyrobené zmenou odporu potom, čo látka absorbuje infračervené žiarenie, sa nazývajú termistory. Na meranie tepelného žiarenia sa často používajú termistory. Existujú dva typy termistorov: kovové a polovodičové.

R(T)=AT-CeD/T

R(T): hodnota odporu; T: teplota; A, C, D: konštanty, ktoré sa menia podľa materiálu.

Kovový termistor má kladný teplotný koeficient odporu a jeho absolútna hodnota je menšia ako u polovodiča. Vzťah medzi odporom a teplotou je v podstate lineárny a má silnú odolnosť voči vysokej teplote. Väčšinou sa používa na meranie simulácie teploty;

Polovodičové termistory sú presným opakom, používajú sa na detekciu žiarenia, ako sú alarmy, protipožiarne systémy a vyhľadávanie a sledovanie tepelných žiaričov.

# Typ termočlánku

Termočlánok, tiež nazývaný termočlánok, je prvé termoelektrické detekčné zariadenie a jeho pracovný princíp je pyroelektrický efekt. Spojenie zložené z dvoch rôznych materiálov vodičov môže generovať elektromotorickú silu na križovatke. Koniec termočlánku prijímajúceho žiarenie sa nazýva horúci koniec a druhý koniec sa nazýva studený koniec. Takzvaný termoelektrický efekt, to znamená, že ak sú tieto dva rôzne materiály vodičov spojené do slučky, keď je teplota v oboch spojoch rozdielna, v slučke sa generuje prúd.

Na zlepšenie absorpčného koeficientu je na horúci koniec inštalovaná fólia z čierneho zlata, ktorá tvorí materiál termočlánku, ktorý môže byť kovový alebo polovodičový. Štruktúra môže byť buď líniový alebo pásikový útvar, alebo tenký film vyrobený technológiou vákuového nanášania alebo fotolitografickej technológie. Termočlánky typu entity sa väčšinou používajú na meranie teploty a termočlánky typu tenkovrstva (pozostávajúce z mnohých termočlánkov v sérii) sa väčšinou používajú na meranie žiarenia.

Časová konštanta infračerveného detektora typu termočlánku je relatívne veľká, takže doba odozvy je relatívne dlhá a dynamické charakteristiky sú relatívne zlé. Frekvencia zmeny žiarenia na severnej strane by mala byť vo všeobecnosti nižšia ako 10 Hz. V praktických aplikáciách je často niekoľko termočlánkov zapojených do série, aby vytvorili termočlánok na detekciu intenzity infračerveného žiarenia.

# Pyroelektrický typ

Pyroelektrické infračervené detektory sú vyrobené z pyroelektrických kryštálov alebo „feroelektrík“ s polarizáciou. Pyroelektrický kryštál je druh piezoelektrického kryštálu, ktorý má necentrosymetrickú štruktúru. V prirodzenom stave sa centrá kladného a záporného náboja v určitých smeroch nezhodujú a na povrchu kryštálu sa vytvára určité množstvo polarizovaných nábojov, čo sa nazýva spontánna polarizácia. Keď sa teplota kryštálu zmení, môže to spôsobiť posunutie stredu kladného a záporného náboja kryštálu, takže sa zodpovedajúcim spôsobom zmení polarizačný náboj na povrchu. Jeho povrch zvyčajne zachytáva plávajúce náboje v atmosfére a udržiava elektrický rovnovážny stav. Keď je povrch feroelektrika v elektrickej rovnováhe, pri ožarovaní jeho povrchu infračervenými lúčmi, teplota feroelektrika (plechu) rýchlo stúpa, intenzita polarizácie rýchlo klesá a viazaný náboj prudko klesá; pričom plávajúci náboj na hladine sa pomaly mení. Vo vnútornom feroelektrickom tele nie je žiadna zmena.

Vo veľmi krátkom čase od zmeny intenzity polarizácie spôsobenej zmenou teploty opäť do elektrického rovnovážneho stavu na povrchu sa na povrchu feroelektrika objavia prebytočné plávajúce náboje, čo je ekvivalentné uvoľneniu časti náboja. Tento jav sa nazýva pyroelektrický efekt. Keďže voľnému náboju trvá dlho, kým zneutralizuje naviazaný náboj na povrchu, trvá to viac ako niekoľko sekúnd a relaxačný čas spontánnej polarizácie kryštálu je veľmi krátky, asi 10-12 sekúnd, takže pyroelektrický kryštál môže reagovať na rýchle zmeny teploty.

# Pneumatický typ Gaolai

Keď plyn absorbuje infračervené žiarenie pod podmienkou zachovania určitého objemu, teplota sa zvýši a tlak sa zvýši. Veľkosť zvýšenia tlaku je úmerná absorbovanému výkonu infračerveného žiarenia, takže výkon absorbovaného infračerveného žiarenia možno merať. Infračervené detektory vyrobené podľa vyššie uvedených princípov sa nazývajú detektory plynu a Gao Lai trubica je typickým detektorom plynu.

Fotónový senzor

Fotónové infračervené detektory používajú určité polovodičové materiály na vytváranie fotoelektrických efektov pri ožiarení infračerveným žiarením na zmenu elektrických vlastností materiálov. Meraním zmien elektrických vlastností možno určiť intenzitu infračerveného žiarenia. Infračervené detektory vytvorené fotoelektrickým javom sa súhrnne nazývajú fotónové detektory. Hlavnými vlastnosťami sú vysoká citlivosť, rýchla odozva a vysoká frekvencia odozvy. Vo všeobecnosti však musí pracovať pri nízkych teplotách a detekčné pásmo je relatívne úzke.

Podľa princípu fungovania fotónového detektora ho možno vo všeobecnosti rozdeliť na externý fotodetektor a interný fotodetektor. Vnútorné fotodetektory sa delia na fotovodivé detektory, fotovoltaické detektory a fotomagnetoelektrické detektory.

# Externý fotodetektor (PE zariadenie)

Keď svetlo dopadá na povrch určitých kovov, oxidov kovov alebo polovodičov, ak je energia fotónu dostatočne veľká, povrch môže emitovať elektróny. Tento jav sa súhrnne označuje ako fotoelektrónová emisia, ktorá patrí k vonkajšiemu fotoelektrickému javu. K tomuto typu detektora fotónov patria fotoelektrónky a fotonásobiče. Rýchlosť odozvy je vysoká a zároveň má elektrónkový fotonásobič veľmi vysoký zisk, ktorý je možné použiť na meranie jedného fotónu, ale rozsah vlnových dĺžok je relatívne úzky a najdlhšia je len 1700 nm.

# Fotovodivý detektor

Keď polovodič absorbuje dopadajúce fotóny, niektoré elektróny a diery v polovodiči sa zmenia z nevodivého stavu do voľného stavu, ktorý môže viesť elektrinu, čím sa zvýši vodivosť polovodiča. Tento jav sa nazýva efekt fotovodivosti. Infračervené detektory vyrobené fotovodivým efektom polovodičov sa nazývajú fotovodivé detektory. V súčasnosti je to najpoužívanejší typ detektora fotónov.

# Fotovoltaický detektor (PU zariadenie)

Pri ožiarení infračerveného žiarenia na PN prechod určitých štruktúr polovodičových materiálov sa pôsobením elektrického poľa v PN prechode voľné elektróny v oblasti P presunú do oblasti N a otvory v oblasti N sa presunú do oblasti PN. P oblasť. Ak je PN prechod otvorený, na oboch koncoch PN prechodu sa generuje dodatočný elektrický potenciál nazývaný fotoelektromotorická sila. Detektory vyrobené pomocou efektu fotoelektromotorickej sily sa nazývajú fotovoltaické detektory alebo prechodové infračervené detektory.

# Optický magnetoelektrický detektor

Bočne na vzorku pôsobí magnetické pole. Keď povrch polovodiča absorbuje fotóny, vytvorené elektróny a diery sú rozptýlené do tela. Počas difúzneho procesu sú elektróny a otvory posunuté k obom koncom vzorky v dôsledku účinku laterálneho magnetického poľa. Medzi oboma koncami je potenciálny rozdiel. Tento jav sa nazýva optomagnetoelektrický jav. Detektory vyrobené fotomagnetoelektrickým javom sa nazývajú fotomagnetoelektrické detektory (označované ako PEM zariadenia).