光子探测器相比,热探测器的探测率比光子探测器的峰值探测率低,响应时间长。但热探测器主要优点是响应波段宽,响应范围可扩展到整个红外区域,可以在常温下工作,使用方便,应用相当广泛。热探测器主要有四类:热释电型、热敏电阻型、热电阻型和气体型。其中,热释电型探测器在热探测器中探测率最高,频率响应最宽,所以这种探测器倍受重视,发展很快。这里我们主要介绍热释电型探测器。热释电型红外探测器是根据热释电效应制成的,即电石、水晶、酒石酸钾钠、钛酸钡等晶体受热产生温度变化时,其原子排列将发生变化,晶体自然极化,在其两表面产生电荷的现象称为热释电效应。用此效应制成的“铁电体”,其极化强度(单位面积上的电荷)与温度有关。当红外辐射照射到已经极化的铁电体薄片表面上时引起薄片温度升高,使其极化强度降低,表面电荷减少,这相当于释放一部分电荷,所以叫做热释电型传感器。如果将负载电阻与铁电体薄片相连,则负载电阻上便产生一个电信号输出。输出信号的强弱取决于薄片温度变化的快慢,从而反映出入射的红外辐射的强弱,热释电型红外传感器的电压响应率正比于入射光辐射率变化的速率。2.光子探测器光子探测器的工作机理是:利用入射光辐射的光子流与探测器材料中的电子互相作用,从而改变电子的能量状态,引起各种电学现象——这种现象称为光子效应。根据所产生的不同电学现象,可制成各种不同的光子探测器。光子探测器有内光电和外光电探测器两种,后者又分为光电导、光生伏特和光磁电探测器等三种。光子探测器的主要特点是灵敏度高,响应速度快,具有较高的响应频率,但探测波段较窄,一般需在低温下工作。12.1.3红外传感器的应用1.红外测温仪红外测温仪是利用热辐射体在红外波段的辐射通量来测量温度的。当物体的温度低于1000℃时,它向外辐射的不再是可见光而是红外光了,可用红外探测器检测其温度。如采用分离出所需波段的滤光片,可使红外测温仪工作在任意红外波段。
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