熱探測器概述

　　熱探測器是指利用探測元件吸收入射的紅外輻射能量而引起溫升，在此基礎上借助各種物理效應把溫升轉變成電量的一種探測器。

　　熱探測器的基本工作原理是目標紅外輻射通過紅外物鏡照射到探測器敏感材料上，引起其敏感材料的某些可測物理量的變化，從而將可測物理量的變化讀出后通過A/D轉化變為電信號，通過信號圖像處理，再進行D/A轉換，最后把信號傳送到監視器。實現對輻射熱的探測。

　　光子探測器概述

　　光子探測器利用內光電效應制成的光子型探測器，是用半導體材料制成的固態電子器件，主要包括光電導探測器和光伏型探測器等。

　　光伏型探測器通常由半導體PN結構成，其原理是利用PN結的內建電場將光生載流子掃出結區而形成信號。當探測器受到光照（輻照）、體內發生本征光吸收時，產生兩種帶相反電荷的光生載流子（電子和空穴）。這兩種光生載流子一開始僅局限于光照區，隨后由于存在濃度梯度，其中一部分擴散到PN結區，在PN結內建電場的作用下，分別聚集到結的兩端，形成電壓信號。如PN結兩端連成一個回路，則形成電流信號。

　　光子型探測器是有選擇性響應波長的探測器件。只有當入射光子能量大于光敏材料中的電子激活能E時，探測器才有響應。對于外光電效應器件，如光電管和光電倍增管，E等于電子逸出光電陰極時所要作的功，此數值一般略大于1電子伏。因此，這類探測器只能用于探測近紅外輻射或可見光。對于光伏型探測器和本征光導型探測器，E等于半導體的禁帶寬度；對于非本征光導型探測器，E等于雜質電離能。由于禁帶寬度和雜質電離能這兩個參數都有較大的選擇余地，因此，半導體光子型探測器的響應波長可以在較大范圍內進行調節。例如，用本征鍺做成的光導型探測器，對近紅外輻射敏感；而用摻雜質的鍺做成的光導型探測器，既能對中紅外輻射敏感（如鍺摻汞探測器），也能對遠紅外輻射敏感（如鍺摻鎵探測器）。

　　熱探測器和光子探測器的區別

　　熱探測器的換能過程包括熱阻效應、熱伏效應（珀耳帖（%1tier）效應的可逆性）、熱氣FAN7530MX動效應和熱釋電效應等。光子探測器的換能過程包括光生伏特效應、光電導效應、光電磁效應和光電子發射效應（外光電效應）等。兩種探測器的粗略比較如表3-9所示。 熱阻效應：當材料的溫度改變后，其電導率也會發生變化，這就是熱阻效應。熱伏效應：當加熱兩種不同材料的連接點處時，將在開路的兩端產生電壓，這就是熱伏效應。

　　熱釋電效應：凡是有自發極化的極性晶體，其表面會出現面束縛電荷。而這些面束縛電荷平時被晶體內部和外部來的自由電荷所中和，因此在常態下呈中性。如果交變的輻射照射在光敏元上，則光敏元的溫度、晶片的自發極化強度以及由此引起的面束縛電荷的

　　密度均以同樣頻率發生周期性變化。如果面束縛電荷變化較快，自由電荷來不及中和，在垂直于自發極化矢量的兩個端面間會出現交變的端電壓，這就是熱釋電效應。光子探測器是紅外輻射信號探測中最有用的探測器，它利用了半導體等材料中的各種光電效應。
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