Sicondu a classificazione, i sensori infrarossi ponu esse divisi in sensori termali è sensori di fotoni.

Sensore termicu

U detector termale usa l'elementu di deteczione per assorbe a radiazione infrarossa per pruduce un aumentu di a temperatura, è dopu accumpagnatu da cambiamenti in certe proprietà fisiche. A misurazione di i cambiamenti in queste proprietà fisiche pò misurà l'energia o u putere chì assorbe. U prucessu specificu hè u seguitu: U primu passu hè di assorbe a radiazione infrared da u detector termale per causà una crescita di temperatura; u sicondu passu hè di utilizà qualchi effetti di temperatura di u detector termale per cunvertisce l'aumentu di a temperatura in un cambiamentu di l'electricità. Ci sò quattru tipi di cambiamenti di pruprietà fisicu cumunimenti usatu: tippu termistore, tippu thermocouple, tippu piroelectric, è tipu pneumatici Gaolai.

# Tipu di termistore

Dopu chì u materiale sensibile à u calore assorbe a radiazione infrared, a temperatura aumenta è u valore di resistenza cambia. A magnitudine di u cambiamentu di resistenza hè proporzionale à l'energia di radiazione infrared assorbita. I detettori infrarossi fatti da cambià a resistenza dopu chì una sustanza assorbe a radiazione infrarossa sò chjamati termistori. I termistori sò spessu usati per misurà a radiazione termale. Ci hè dui tipi di termistori: metalli è semiconductor.

R(T)=AT-CeD/T

R(T): valore di resistenza; T: temperatura; A, C, D: custanti chì varianu cù u materiale.

U termistore di metallu hà un coefficient di resistenza di temperatura pusitivu, è u so valore assolutu hè più chjucu di quellu di un semiconductor. A relazione trà a resistenza è a temperatura hè basicamente lineare, è hà una forte resistenza à a temperatura alta. Hè soprattuttu utilizatu per a misurazione di simulazione di temperatura;

I termistori Semiconductor sò solu u cuntrariu, utilizati per a rilevazione di a radiazione, cum'è alarmi, sistemi di prutezzione di u focu, è ricerca è seguimentu di radiatori termali.

# Tipu di termocoppia

A termocoppia, chjamata ancu termocoppia, hè u primu dispositivu di rilevazione termoelettrica, è u so principiu di travagliu hè l'effettu piroelettricu. Una junction cumposta di dui materiali cunduttori diffirenti pò generà forza elettromotrice à a junction. A fine di a radiazione termocoppia chì riceve a radiazione hè chjamata fine calda, è l'altra fine hè chjamata fine fretu. L'effettu termuelettricu chjamatu, vale à dì, se sti dui materiali cunduttori diffirenti sò cunnessi in un ciclu, quandu a temperatura à i dui articuli hè diversu, u currente serà generatu in u ciclu.

Per migliurà u coefficient d'absorzione, u fogliu d'oru neru hè stallatu nantu à a punta calda per furmà u materiale di u termocoppiu, chì pò esse metalli o semiconductor. A struttura pò esse sia una linea o una entità in forma di striscia, o una film fina fatta da a tecnulugia di deposizione in vacuum o a tecnulugia di fotolitografia. I termocoppii di tipu d'entità sò soprattuttu usati per a misurazione di a temperatura, è i termocoppii di film sottili (custituiti da parechje termocoppie in serie) sò soprattuttu usati per misurà a radiazione.

A custante di tempu di u detector infrared di tippu termocoppiu hè relativamente grande, cusì u tempu di risposta hè relativamente longu, è e caratteristiche dinamiche sò relativamente poveri. A freccia di u cambiamentu di radiazione in u latu nordu deve esse generalmente sottu à 10HZ. In l'applicazioni pratiche, parechji termocoppi sò spessu cunnessi in serie per furmà una termopila per detect l'intensità di a radiazione infrared.

# Tipu piroelettricu

I detettori infrared piroelettrici sò fatti di cristalli piroelettrici o "ferroelectrics" cù polarizazione. U cristalu piroelettricu hè un tipu di cristallu piezoelettricu, chì hà una struttura non-centrosimmetrica. In u statu naturali, i centri di carica pusitivi è negativi ùn coincidenu micca in certi direzzione, è una certa quantità di carichi polarizati sò furmati nantu à a superficia di cristalli, chì hè chjamatu polarizazione spontanea. Quandu a temperatura di u cristallu cambia, pò causà u centru di i carichi pusitivi è negativi di u cristalu per cambià, cusì a carica di polarizazione nantu à a superficia cambia in cunseguenza. Di solitu a so superficia cattura carichi flottanti in l'atmosfera è mantene un statu di equilibriu elettricu. Quandu a superficia di u ferroelectric hè in equilibriu elettricu, quandu i raghji infrarossi sò irradiati nantu à a so superficia, a temperatura di u ferroelectric (foglia) cresce rapidamente, l'intensità di polarizazione scende rapidamente, è a carica ligata diminuisce bruscamente; mentri a carica flottante nantu à a superficia cambia lentamente. Ùn ci hè micca cambiamentu in u corpu ferroelectric internu.

In pocu tempu da u cambiamentu di l'intensità di polarizazione causata da u cambiamentu di temperatura à u statu di equilibriu elettricu nantu à a superficia di novu, i carichi flottanti eccessivi appariscenu nantu à a superficia di u ferroelectric, chì equivale à liberà una parte di a carica. Stu fenominu hè chjamatu effettu piroelettricu. Siccomu ci vole assai tempu per a carica libera per neutralizà a carica ligata nantu à a superficia, ci vole più di uni pochi seconde, è u tempu di rilassazione di a polarizazione spontanea di u cristallu hè assai cortu, circa 10-12 seconde, cusì Cristalli piroelectrici ponu risponde à i cambiamenti rapidi di temperatura.

# Tippu pneumaticu Gaolai

Quandu u gasu assorbe a radiazione infrarossa sottu a cundizione di mantene un certu voluminu, a temperatura aumenterà è a pressione aumenterà. A magnitudine di l'aumentu di pressione hè proporzionale à a putenza di radiazione infrared assorbita, cusì a putenza di radiazione infrared assorbita pò esse misurata. Detectors infrared fatti da i principii sopra sò chjamati detectors di gas, è u tubu Gao Lai hè un detector di gas tipica.

Sensore di fotoni

I detettori infrarossi di fotoni utilizanu certi materiali semiconduttori per pruduce effetti fotoelettrichi sottu l'irradiazione di a radiazione infrared per cambià e proprietà elettriche di i materiali. Misurendu i cambiamenti in e proprietà elettriche, l'intensità di a radiazione infrared pò esse determinata. I detectori infrarossi fatti da l'effettu fotoelettricu sò chjamati cullettivamente detectors di fotoni. E caratteristiche principali sò alta sensibilità, veloce di risposta veloce è alta frequenza di risposta. Ma in generale hà bisognu di travaglià à bassa temperatura, è a banda di rilevazione hè relativamente stretta.

Sicondu u principiu di funziunamentu di u detector di fotoni, pò esse generalmente divisu in un photodetector esternu è un photodetector internu. I fotodetettori interni sò divisi in detectors fotoconduttivi, detectors fotovoltaici è detectors fotomagnetoelettrici.

# Fotodetettore esternu (dispositiu PE)

Quandu a luce hè incidente nantu à a superficia di certi metalli, ossidi di metalli o semiconduttori, se l'energia di u fotoni hè abbastanza grande, a superficia pò emette elettroni. Stu fenominu hè chjamatu cullettivu cum'è emissione di fotoelettroni, chì appartene à l'effettu fotoelettricu esternu. Fototubi è tubi fotomultiplicatori appartenenu à stu tipu di detector di fotoni. A velocità di risposta hè rapida, è à u stessu tempu, u pruduttu di u tubu di fotomultiplicatore hà un guadagnu assai altu, chì pò esse usatu per a misurazione di un fotonu unicu, ma a gamma di lunghezza d'onda hè relativamente stretta, è a più longa hè solu 1700nm.

# Rilevatore fotoconduttivu

Quandu un semiconductor assorbe i fotoni incidenti, certi elettroni è buchi in u semiconductor cambianu da un statu non-conduttivu à un statu liberu chì pò cunduce l'electricità, aumentendu cusì a conduttività di u semiconductor. Stu fenominu hè chjamatu effettu di fotoconduttività. I detettori infrarossi fatti da l'effettu fotoconduttivu di i semiconduttori sò chjamati detectors fotoconduttivi. Attualmente, hè u tipu più utilizatu di detector di fotoni.

# Rilevatore fotovoltaicu (dispositiu PU)

Quandu a radiazione infrared hè irradiata nantu à a junction PN di certe strutture di materiale semiconductor, sottu à l'azzione di u campu elettricu in a junction PN, l'elettroni liberi in l'area P si movenu à l'area N, è i buchi in l'area N si movenu à u zona P. Se a junction PN hè aperta, un potenziale elettricu supplementu hè generatu à i dui estremità di a junction PN chjamata forza foto elettromotrice. I rivelatori fatti cù l'effettu di a forza elettromotrice di foto sò chjamati detectors fotovoltaici o detectors infrared di junction.

# Rilevatore magnetoelettricu otticu

Un campu magneticu hè appiicatu lateralmente à a mostra. Quandu a superficia di u semiconductor assorbe i fotoni, l'elettroni è i buchi generati sò diffusi in u corpu. Durante u prucessu di diffusione, l'elettroni è i buchi sò offset à i dui estremità di a mostra per l'effettu di u campu magneticu laterale. Ci hè una diferenza potenziale trà i dui fini. Stu fenominu hè chjamatu effettu opto-magnetoelectric. Detectors fatti di effettu foto-magnetoelettricu sò chjamati detectors foto-magneto-elettrici (riferiti cum'è dispositivi PEM).