紅外探測(cè)元件吸收紅外輻射后溫度發(fā)生變化,測(cè)量由溫度變化而導(dǎo)致的敏感元件物料性質(zhì)(如尺寸、電阻、共振頻率等)的變化來(lái)對(duì)紅外輻射進(jìn)行探測(cè)。熱探測(cè)器無(wú)需致冷設(shè)備,可以工作于室溫環(huán)境下,又稱為室溫探測(cè)器。
室溫紅外探測(cè)器有多種工作方式:最早出現(xiàn)的液態(tài)水印溫度計(jì)和氣態(tài)高萊器件利用了熱脹冷縮效應(yīng),現(xiàn)在仍有人在利用該效應(yīng)進(jìn)行新型探測(cè)器的研究;諧振紅外探測(cè)器利用了共振頻率對(duì)溫度的敏感性來(lái)進(jìn)行紅外輻射的檢測(cè);根據(jù)敏感材料介電常數(shù)隨溫度變化的性質(zhì)可以制備電容式紅外探測(cè)器;利用溫差電效應(yīng),可以做成熱電偶和熱電堆,這是當(dāng)前研究較為廣泛的一種室溫紅外探測(cè)器。
目前室溫紅外探測(cè)器已有批量 生產(chǎn)的為電阻式測(cè)輻射熱計(jì)和熱釋電紅外探測(cè)器:測(cè)輻射熱計(jì)利用了電阻隨溫度變化的性質(zhì),而熱釋電紅外探測(cè)器則是基于熱釋電材料的極化強(qiáng)度隨溫度變化的原理工作的。
除了上述探測(cè)器外,基于二極管電流-電壓特性以及MOSFET漏電流隨溫度的變化的室溫探測(cè)器也在研究之中。
盡管非制冷紅外探測(cè)器受探測(cè)機(jī)理的限制可獲得的探測(cè)率比致冷型的低的多,但對(duì)于絕大多數(shù)民用領(lǐng)域和部分軍用領(lǐng)域而言,這樣的靈敏度已足以制成高性能的探測(cè)系統(tǒng)了。
更重要的是,室溫紅外探測(cè)器無(wú)需制冷器,可在常溫下工作,在低成本、低功耗、小型化和可靠性等方面有明顯的優(yōu)勢(shì),且已顯示除了巨大的市場(chǎng)潛力。隨著半導(dǎo)體、敏感材料、微電子技術(shù)、特別是硅微機(jī)械加工技術(shù)的發(fā)展,室溫紅外探測(cè)器會(huì)在更多領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。