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且看红外探测器“两大家族”各显神通

作者:深圳市大奥时代激光技术有限公司 浏览: 发表时间:2020-06-18 23:37:58

 激光红外探测器是红外传感器的核心。红外探测器是一种辐射能转换器,主要用于将接收到
的红外辐射能转换为便于测量或观察的电能、热能等其他形式的能量。根据能常转换方式,
红外探测器可分为热探测器和光子探测器两大类。
    1.热探测器
    热探测器也通称为能量探测器,其原理是利用辐射的热效应,其换能过程包括:热阻效
应、热伏效应、热气动效应和热释电效应,通过热电变换来探测辐射。人射到探测器光敏面
的辐射被吸收后,引起响应元的温度升高,响应元材料的某一物理量随之而发生变化。利用
不同物理效应可设计出不同类型的热探测器,主要有四类:热释电型、热敏电阻型、热电阻
型和气休型。其中最常用的有电阻温度效应〔热敏电阻)、温差电效应(热电偶,热电堆)
和热释电效应。
    由于各种热探测器都是先将辐射转化为热井j尔生温升,而这1过程通常很慢,热探测器
的时间常数要比光子探测器大得多。热探测器性能也不像光子探测器那样有迪已接近背景极
限。即使在低频下,它的探测率要比室温背景极限值低一个数量级,高频下的差别就吏大
了。因此,热探测器不适合用于快速、高灵敏度的探测。热探测器的最大优点是光La响应范
围较宽且较平坦。严格地说,利用辐射热效应而引起电阻变化的热探测器应称之为测热辐射
计(Bolometer),俗称热敏电阻。
    2.光子探测器
    光子探测器是最有用的红外探测器,它的工作机理是光子与探测器材料直接作用,产生
内光电效应,其换能过程包括:光生伏特效应、光电导效应、光电磁效应和光发射效应。它
基于入射光子流与探测材料相互作用产生的光电效应,具体表现为探测器响应元自由载流子
(即电子和/或空穴)数门的变化。由J之这种变化是由人射光子数的变化引起的,光子探测器
的响应正比于吸收的光子数。而热探测器的响应正比与所吸收的能量,因此,光子探测器的
探测率一般比热探测器要大1-2个数量级,其响应时间为微秒或纳秒级。光子探测器的光
谱响应特性与热探测器完全不同,通常需要制冷至较低温度才能正常工作。

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