热敏型红外探测器
利用红外辐射照射物体所产生的热效应探测红外辐射的器件。这类探测器,按所测物理量的不同除热释电型探测器外,还有下列三种。
① 温差电型红外探测器:用两种不同的半导体或金属细线,两端分别连接组成电偶。其一端与一涂黑薄片相连。当黑片吸收红外辐射温度升高时,电偶中产生温差电动势,以此电动势度量红外辐射的强弱。
② 气动型红外探测器:也称高莱管,为M.J.E.高莱于1947年所发明。其原理是气体密闭在柔软的室内,室壁的涂黑部分吸收红外辐射,使气体温度升高而发生体积膨胀,光杠杆和光电池将微小的体积膨胀转变成电导的变化,用以度量红外辐射的强弱。
③ 热敏电阻型红外探测器:用氧化物半导体制成很小的薄片,表面涂黑。当薄片吸收红外辐射而温度升高时,电阻发生变化,用电阻的改变量度量红外辐射的强弱。
这三种探测器都有一吸收红外辐射的薄黑片,黑体对所有波长的辐射都全部吸收。因此,这几种探测器对不同波长(至少在1~15微米范围)具有相同的响应,没有选择性(见红外探测器)。此外,这三种探测器都是利用薄片的升温幅度测量辐射强弱,要等薄片的温度升高到另一个稳定值时才能给出辐射强弱的信号,因而响应都比较慢。前两种探测器的响应时间约几十毫秒,后一种探测器的响应时间可短到1~2毫秒。在室温工作时,前两种探测器的探测率D*≈1~2×109厘米·赫瓦,仅能在实验室内使用,而第三种的探测率D*只有1~2×108厘米·赫/瓦,结构牢固,可用于野外工作。
深低温工作的测辐射热计,也是热敏电阻型红外探测器的一种,不过必须在4.2K以下工作。用锗制成小薄片,温度越低,探测性能越好,适用于在实验室内探测远红外辐射。
① 温差电型红外探测器:用两种不同的半导体或金属细线,两端分别连接组成电偶。其一端与一涂黑薄片相连。当黑片吸收红外辐射温度升高时,电偶中产生温差电动势,以此电动势度量红外辐射的强弱。
② 气动型红外探测器:也称高莱管,为M.J.E.高莱于1947年所发明。其原理是气体密闭在柔软的室内,室壁的涂黑部分吸收红外辐射,使气体温度升高而发生体积膨胀,光杠杆和光电池将微小的体积膨胀转变成电导的变化,用以度量红外辐射的强弱。
③ 热敏电阻型红外探测器:用氧化物半导体制成很小的薄片,表面涂黑。当薄片吸收红外辐射而温度升高时,电阻发生变化,用电阻的改变量度量红外辐射的强弱。
这三种探测器都有一吸收红外辐射的薄黑片,黑体对所有波长的辐射都全部吸收。因此,这几种探测器对不同波长(至少在1~15微米范围)具有相同的响应,没有选择性(见红外探测器)。此外,这三种探测器都是利用薄片的升温幅度测量辐射强弱,要等薄片的温度升高到另一个稳定值时才能给出辐射强弱的信号,因而响应都比较慢。前两种探测器的响应时间约几十毫秒,后一种探测器的响应时间可短到1~2毫秒。在室温工作时,前两种探测器的探测率D*≈1~2×109厘米·赫瓦,仅能在实验室内使用,而第三种的探测率D*只有1~2×108厘米·赫/瓦,结构牢固,可用于野外工作。
深低温工作的测辐射热计,也是热敏电阻型红外探测器的一种,不过必须在4.2K以下工作。用锗制成小薄片,温度越低,探测性能越好,适用于在实验室内探测远红外辐射。