वर्गीकरणानुसार, इन्फ्रारेड सेन्सर थर्मल सेन्सर्स आणि फोटॉन सेन्सर्समध्ये विभागले जाऊ शकतात.

थर्मल सेन्सर

थर्मल डिटेक्टर तापमानात वाढ करण्यासाठी इन्फ्रारेड किरणोत्सर्ग शोषण्यासाठी शोध घटक वापरतो आणि त्यानंतर काही भौतिक गुणधर्मांमधील बदलांसह. या भौतिक गुणधर्मांमधील बदलांचे मोजमाप केल्याने ते शोषून घेतलेली ऊर्जा किंवा शक्ती मोजू शकते. विशिष्ट प्रक्रिया खालीलप्रमाणे आहे: तापमानात वाढ होण्यासाठी थर्मल डिटेक्टरद्वारे इन्फ्रारेड रेडिएशन शोषून घेणे ही पहिली पायरी आहे; दुसरी पायरी म्हणजे थर्मल डिटेक्टरचे काही तापमान प्रभाव वापरून तापमान वाढ वीजेतील बदलामध्ये रूपांतरित करणे. सामान्यतः वापरले जाणारे भौतिक गुणधर्म बदलांचे चार प्रकार आहेत: थर्मिस्टर प्रकार, थर्मोकूपल प्रकार, पायरोइलेक्ट्रिक प्रकार आणि गाओलाई वायवीय प्रकार.

# थर्मिस्टर प्रकार

उष्णता-संवेदनशील सामग्री इन्फ्रारेड रेडिएशन शोषून घेतल्यानंतर, तापमान वाढते आणि प्रतिकार मूल्य बदलते. प्रतिकार बदलाची परिमाण शोषलेल्या इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाच्या उर्जेच्या प्रमाणात असते. पदार्थ इन्फ्रारेड रेडिएशन शोषून घेतल्यानंतर प्रतिकार बदलून तयार केलेल्या इन्फ्रारेड डिटेक्टरला थर्मिस्टर्स म्हणतात. थर्मिस्टर्सचा वापर थर्मल रेडिएशन मोजण्यासाठी केला जातो. थर्मिस्टर्सचे दोन प्रकार आहेत: मेटल आणि सेमीकंडक्टर.

R(T)=AT−CeD/T

आर(टी): प्रतिकार मूल्य; टी: तापमान; A, C, D: सामग्रीनुसार बदलणारे स्थिरांक.

मेटल थर्मिस्टरमध्ये प्रतिरोधाचा सकारात्मक तापमान गुणांक असतो आणि त्याचे परिपूर्ण मूल्य सेमीकंडक्टरपेक्षा लहान असते. प्रतिकार आणि तापमान यांच्यातील संबंध मुळात रेखीय आहे आणि त्यात मजबूत उच्च तापमान प्रतिरोध आहे. हे मुख्यतः तापमान सिम्युलेशन मापनासाठी वापरले जाते;

सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स अगदी उलट आहेत, रेडिएशन शोधण्यासाठी वापरले जातात, जसे की अलार्म, फायर प्रोटेक्शन सिस्टम आणि थर्मल रेडिएटर शोध आणि ट्रॅकिंग.

# थर्मोकूपल प्रकार

थर्मोकूपल, ज्याला थर्मोकूपल देखील म्हणतात, हे सर्वात जुने थर्मोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन डिव्हाइस आहे आणि त्याचे कार्य तत्त्व पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव आहे. दोन वेगवेगळ्या कंडक्टर मटेरियलने बनलेले जंक्शन जंक्शनवर इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स निर्माण करू शकते. किरणोत्सर्ग प्राप्त करणाऱ्या थर्मोकूपलच्या टोकाला गरम टोक म्हणतात आणि दुसऱ्या टोकाला थंड टोक म्हणतात. तथाकथित थर्मोइलेक्ट्रिक इफेक्ट, म्हणजे, जर या दोन भिन्न कंडक्टर सामग्री लूपमध्ये जोडल्या गेल्या असतील, जेव्हा दोन सांध्यातील तापमान भिन्न असेल, तेव्हा लूपमध्ये विद्युत प्रवाह निर्माण होईल.

शोषण गुणांक सुधारण्यासाठी, थर्मोकूपलची सामग्री तयार करण्यासाठी, काळ्या सोन्याचे फॉइल गरम टोकावर स्थापित केले जाते, जे धातू किंवा अर्धसंवाहक असू शकते. रचना एकतर रेषा किंवा पट्टी-आकाराची अस्तित्व असू शकते किंवा व्हॅक्यूम डिपॉझिशन तंत्रज्ञान किंवा फोटोलिथोग्राफी तंत्रज्ञानाद्वारे तयार केलेली पातळ फिल्म असू शकते. एंटिटी टाईप थर्मोकपल्स बहुतेक तपमान मोजण्यासाठी वापरल्या जातात आणि थिन-फिल्म टाईप थर्मोकूपल्स (मालिकेत अनेक थर्मोकपल्स असतात) बहुतेक रेडिएशन मोजण्यासाठी वापरतात.

थर्मोकूपल प्रकारच्या इन्फ्रारेड डिटेक्टरची वेळ स्थिरता तुलनेने मोठी आहे, म्हणून प्रतिसाद वेळ तुलनेने मोठा आहे आणि गतिमान वैशिष्ट्ये तुलनेने खराब आहेत. उत्तरेकडील रेडिएशन बदलाची वारंवारता साधारणपणे 10HZ पेक्षा कमी असावी. व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, इन्फ्रारेड किरणोत्सर्गाची तीव्रता शोधण्यासाठी थर्मोपाइल तयार करण्यासाठी अनेक थर्मोकूपल्स मालिकेत जोडलेले असतात.

# पायरोइलेक्ट्रिक प्रकार

पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड डिटेक्टर ध्रुवीकरणासह पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल्स किंवा "फेरोइलेक्ट्रिक्स" चे बनलेले आहेत. पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल हा एक प्रकारचा पायझोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल आहे, ज्यामध्ये नॉन-सेंट्रोसिमेट्रिक रचना आहे. नैसर्गिक अवस्थेत, सकारात्मक आणि नकारात्मक चार्ज केंद्रे काही दिशानिर्देशांमध्ये जुळत नाहीत आणि क्रिस्टल पृष्ठभागावर विशिष्ट प्रमाणात ध्रुवीकृत शुल्क तयार होते, ज्याला उत्स्फूर्त ध्रुवीकरण म्हणतात. जेव्हा क्रिस्टल तापमान बदलते, तेव्हा ते क्रिस्टलच्या सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्काचे केंद्र बदलू शकते, त्यामुळे पृष्ठभागावरील ध्रुवीकरण शुल्क त्यानुसार बदलते. सहसा त्याची पृष्ठभाग वातावरणातील फ्लोटिंग चार्जेस कॅप्चर करते आणि विद्युत समतोल स्थिती राखते. जेव्हा फेरोइलेक्ट्रिकची पृष्ठभाग विद्युत समतोल स्थितीत असते, जेव्हा अवरक्त किरण त्याच्या पृष्ठभागावर विकिरणित होतात, तेव्हा फेरोइलेक्ट्रिक (शीट) चे तापमान वेगाने वाढते, ध्रुवीकरणाची तीव्रता त्वरीत कमी होते आणि बंधनकारक चार्ज झपाट्याने कमी होतो; जेव्हा पृष्ठभागावरील फ्लोटिंग चार्ज हळूहळू बदलतो. अंतर्गत फेरोइलेक्ट्रिक शरीरात कोणताही बदल नाही.

तपमानातील बदलामुळे ध्रुवीकरणाच्या तीव्रतेत झालेल्या बदलापासून थोड्याच वेळात पुन्हा पृष्ठभागावरील विद्युत समतोल स्थितीत, फेरोइलेक्ट्रिकच्या पृष्ठभागावर जादा फ्लोटिंग चार्जेस दिसतात, जे चार्जचा एक भाग सोडण्यासारखे असते. या घटनेला पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव म्हणतात. मुक्त चार्जला पृष्ठभागावरील बंधनकारक चार्ज निष्प्रभावी करण्यासाठी बराच वेळ लागत असल्याने, यास काही सेकंदांपेक्षा जास्त वेळ लागतो आणि क्रिस्टलच्या उत्स्फूर्त ध्रुवीकरणाचा विश्रांतीचा वेळ खूपच कमी असतो, सुमारे 10-12 सेकंद, त्यामुळे पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल जलद तापमान बदलांना प्रतिसाद देऊ शकतो.

#गावलाई वायवीय प्रकार

जेव्हा गॅस विशिष्ट व्हॉल्यूम राखण्याच्या स्थितीत इन्फ्रारेड रेडिएशन शोषून घेतो तेव्हा तापमान वाढेल आणि दाब वाढेल. दाब वाढण्याची तीव्रता शोषलेल्या इन्फ्रारेड रेडिएशन पॉवरच्या प्रमाणात असते, त्यामुळे शोषलेली इन्फ्रारेड रेडिएशन शक्ती मोजली जाऊ शकते. वरील तत्त्वांनुसार बनवलेल्या इन्फ्रारेड डिटेक्टरला गॅस डिटेक्टर म्हणतात आणि गाओ लाई ट्यूब हे एक सामान्य गॅस डिटेक्टर आहे.

फोटॉन सेन्सर

फोटॉन इन्फ्रारेड डिटेक्टर सामग्रीचे विद्युत गुणधर्म बदलण्यासाठी इन्फ्रारेड रेडिएशनच्या विकिरण अंतर्गत फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव निर्माण करण्यासाठी काही सेमीकंडक्टर सामग्री वापरतात. विद्युत गुणधर्मांमधील बदलांचे मोजमाप करून, इन्फ्रारेड रेडिएशनची तीव्रता निर्धारित केली जाऊ शकते. फोटोइलेक्ट्रिक प्रभावाने बनवलेल्या इन्फ्रारेड डिटेक्टरला एकत्रितपणे फोटॉन डिटेक्टर म्हणतात. उच्च संवेदनशीलता, जलद प्रतिसाद गती आणि उच्च प्रतिसाद वारंवारता ही मुख्य वैशिष्ट्ये आहेत. परंतु सामान्यत: कमी तापमानात काम करणे आवश्यक आहे आणि शोध बँड तुलनेने अरुंद आहे.

फोटॉन डिटेक्टरच्या कार्याच्या तत्त्वानुसार, ते सामान्यतः बाह्य फोटोडिटेक्टर आणि अंतर्गत फोटोडिटेक्टरमध्ये विभागले जाऊ शकते. अंतर्गत फोटोडिटेक्टर्स फोटोकंडक्टिव्ह डिटेक्टर, फोटोव्होल्टेइक डिटेक्टर आणि फोटोमॅग्नेटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टरमध्ये विभागलेले आहेत.

# बाह्य फोटोडिटेक्टर (पीई डिव्हाइस)

विशिष्ट धातू, धातूचे ऑक्साईड किंवा अर्धसंवाहक यांच्या पृष्ठभागावर प्रकाश पडतो तेव्हा, फोटॉन ऊर्जा पुरेशी मोठी असल्यास, पृष्ठभाग इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करू शकतो. या घटनेला एकत्रितपणे फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जन असे संबोधले जाते, जे बाह्य फोटोइलेक्ट्रिक प्रभावाशी संबंधित आहे. फोटोट्यूब आणि फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब या प्रकारच्या फोटॉन डिटेक्टरशी संबंधित आहेत. प्रतिसादाचा वेग वेगवान आहे, आणि त्याच वेळी, फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब उत्पादनामध्ये खूप जास्त फायदा आहे, जो सिंगल फोटॉन मापनासाठी वापरला जाऊ शकतो, परंतु तरंगलांबी श्रेणी तुलनेने अरुंद आहे आणि सर्वात लांब फक्त 1700nm आहे.

# फोटोकंडक्टिव्ह डिटेक्टर

जेव्हा सेमीकंडक्टर घटना फोटॉन्स शोषून घेतो, तेव्हा सेमीकंडक्टरमधील काही इलेक्ट्रॉन्स आणि छिद्रे वीज प्रवाहित करू शकणाऱ्या मुक्त स्थितीत बदलतात, ज्यामुळे सेमीकंडक्टरची चालकता वाढते. या घटनेला फोटोकंडक्टिव्हिटी इफेक्ट म्हणतात. अर्धसंवाहकांच्या फोटोकंडक्टिव्ह इफेक्टने बनवलेल्या इन्फ्रारेड डिटेक्टरला फोटोकंडक्टिव्ह डिटेक्टर म्हणतात. सध्या, हा फोटॉन डिटेक्टरचा सर्वात जास्त वापरला जाणारा प्रकार आहे.

# फोटोव्होल्टेइक डिटेक्टर (PU डिव्हाइस)

काही सेमीकंडक्टर मटेरियल स्ट्रक्चर्सच्या PN जंक्शनवर जेव्हा इन्फ्रारेड रेडिएशन विकिरणित केले जाते, तेव्हा PN जंक्शनमधील विद्युत क्षेत्राच्या क्रियेखाली, P क्षेत्रातील मुक्त इलेक्ट्रॉन N क्षेत्राकडे जातात आणि N क्षेत्रामधील छिद्रे या भागात जातात. पी क्षेत्र. PN जंक्शन खुले असल्यास, PN जंक्शनच्या दोन्ही टोकांवर अतिरिक्त विद्युत क्षमता निर्माण होते, ज्याला फोटो इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स म्हणतात. फोटो इलेक्ट्रोमोटिव्ह फोर्स इफेक्ट वापरून बनवलेल्या डिटेक्टरला फोटोव्होल्टेइक डिटेक्टर किंवा जंक्शन इन्फ्रारेड डिटेक्टर म्हणतात.

# ऑप्टिकल मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर

नमुन्यावर चुंबकीय क्षेत्र लंबवत लागू केले जाते. जेव्हा अर्धसंवाहक पृष्ठभाग फोटॉन्स शोषून घेते, तेव्हा निर्माण होणारे इलेक्ट्रॉन आणि छिद्र शरीरात पसरतात. प्रसार प्रक्रियेदरम्यान, पार्श्व चुंबकीय क्षेत्राच्या प्रभावामुळे नमुन्याच्या दोन्ही टोकांना इलेक्ट्रॉन आणि छिद्रे ऑफसेट होतात. दोन्ही टोकांमध्ये संभाव्य फरक आहे. या घटनेला ऑप्टो-मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रभाव म्हणतात. फोटो-मॅग्नेटोइलेक्ट्रिक इफेक्टने बनवलेल्या डिटेक्टरला फोटो-मॅग्नेटो-इलेक्ट्रिक डिटेक्टर (पीईएम उपकरण म्हणून संदर्भित) म्हणतात.