Pagal klasifikaciją infraraudonųjų spindulių jutiklius galima suskirstyti į šilumos jutiklius ir fotonų jutiklius.

Terminis jutiklis

Terminis detektorius naudoja aptikimo elementą, kad sugertų infraraudonąją spinduliuotę, kad padidėtų temperatūra, o vėliau pasikeičia tam tikros fizinės savybės. Šių fizinių savybių pokyčių matavimas gali išmatuoti energiją ar galią, kurią jis sugeria. Konkretus procesas yra toks: Pirmasis žingsnis yra sugerti infraraudonąją spinduliuotę šiluminiu detektoriumi, kad padidėtų temperatūra; antrasis žingsnis – panaudoti kai kuriuos šiluminio detektoriaus temperatūros efektus, kad temperatūros kilimas būtų paverstas elektros energijos pokyčiu. Paprastai naudojami keturi fizinių savybių pasikeitimų tipai: termistoriaus tipas, termoporos tipas, piroelektrinis tipas ir Gaolai pneumatinis tipas.

# Termistoriaus tipas

Kai šilumai jautri medžiaga sugeria infraraudonąją spinduliuotę, temperatūra pakyla ir pasikeičia atsparumo vertė. Atsparumo pokyčio dydis yra proporcingas sugertai infraraudonųjų spindulių energijai. Infraraudonųjų spindulių detektoriai, pagaminti keičiant varžą po to, kai medžiaga sugeria infraraudonąją spinduliuotę, vadinami termistoriais. Termistoriai dažnai naudojami šiluminės spinduliuotės matavimui. Yra dviejų tipų termistoriai: metaliniai ir puslaidininkiniai.

R(T)=AT-CeD/T

R(T): pasipriešinimo vertė; T: temperatūra; A, C, D: konstantos, kurios skiriasi priklausomai nuo medžiagos.

Metalo termistorius turi teigiamą temperatūros atsparumo koeficientą, o jo absoliuti vertė yra mažesnė nei puslaidininkio. Atsparumo ir temperatūros santykis iš esmės yra tiesinis ir turi stiprų atsparumą aukštai temperatūrai. Jis dažniausiai naudojamas temperatūros modeliavimo matavimui;

Puslaidininkiniai termistoriai yra priešingi, naudojami radiacijos aptikimui, pavyzdžiui, signalizacijai, priešgaisrinėms sistemoms ir šiluminių radiatorių paieškai bei sekimui.

# Termoporos tipas

Termopora, dar vadinama termopora, yra ankstyviausias termoelektrinis aptikimo įtaisas, o jo veikimo principas yra piroelektrinis efektas. Jungtis, sudaryta iš dviejų skirtingų laidininkų medžiagų, gali sukurti elektrovaros jėgą sandūroje. Termoporos, priimančios spinduliuotę, galas vadinamas karštuoju, o kitas – šaltuoju. Vadinamasis termoelektrinis efektas, tai yra, jei šios dvi skirtingos laidininkų medžiagos yra sujungtos į kilpą, kai temperatūra dviejose jungtyse yra skirtinga, kilpoje bus generuojama srovė.

Siekiant pagerinti sugerties koeficientą, ant karšto galo uždedama juodo aukso folija, suformuojanti termoporos medžiagą, kuri gali būti metalinė arba puslaidininkinė. Struktūra gali būti arba linijos, arba juostelės formos darinys, arba plona plėvelė, pagaminta vakuuminio nusodinimo arba fotolitografijos technologija. Temperatūrai matuoti dažniausiai naudojamos objektinio tipo termoporos, o spinduliuotei matuoti – plonasluoksnės termoporos (sudarytos iš daugelio nuosekliai sujungtų termoporų).

Termoporos tipo infraraudonųjų spindulių detektoriaus laiko konstanta yra gana didelė, todėl atsako laikas yra gana ilgas, o dinaminės charakteristikos yra gana prastos. Spinduliuotės kitimo dažnis šiaurinėje pusėje paprastai turėtų būti mažesnis nei 10 HZ. Praktikoje kelios termoporos dažnai jungiamos nuosekliai, kad susidarytų termopilas, kad būtų galima nustatyti infraraudonosios spinduliuotės intensyvumą.

# Piroelektrinis tipas

Piroelektriniai infraraudonųjų spindulių detektoriai yra pagaminti iš piroelektrinių kristalų arba „feroelektrikų“ su poliarizacija. Piroelektrinis kristalas yra tam tikras pjezoelektrinis kristalas, turintis necentrosimetrinę struktūrą. Natūralioje būsenoje teigiamų ir neigiamų krūvių centrai tam tikromis kryptimis nesutampa, o kristalo paviršiuje susidaro tam tikras poliarizuotų krūvių kiekis, kuris vadinamas spontaniška poliarizacija. Pasikeitus kristalo temperatūrai, gali pasislinkti teigiamų ir neigiamų kristalo krūvių centras, todėl atitinkamai pasikeičia poliarizacijos krūvis paviršiuje. Paprastai jo paviršius fiksuoja plūduriuojančius krūvius atmosferoje ir palaiko elektros pusiausvyros būseną. Kai feroelektriko paviršius yra elektrinės pusiausvyros, kai jo paviršiuje apšvitinami infraraudonieji spinduliai, feroelektriko (lakšto) temperatūra greitai pakyla, poliarizacijos intensyvumas greitai krinta, o surištasis krūvis smarkiai sumažėja; o plūduriuojantis krūvis paviršiuje keičiasi lėtai. Vidiniame feroelektriniame korpuse pokyčių nėra.

Per labai trumpą laiką nuo poliarizacijos intensyvumo pokyčio, kurį sukelia temperatūros pokytis, iki elektrinės pusiausvyros būsenos vėl paviršiuje, feroelektriko paviršiuje atsiranda pertekliniai plūduriuojantys krūviai, o tai prilygsta dalies krūvio atleidimui. Šis reiškinys vadinamas piroelektriniu efektu. Kadangi laisvasis krūvis užtrunka daug laiko, kol paviršiuje neutralizuoja surištą krūvį, tai užtrunka ilgiau nei kelias sekundes, o spontaniškos kristalo poliarizacijos atsipalaidavimo laikas yra labai trumpas, apie 10-12 sekundžių, todėl piroelektrinis kristalas gali reaguoti į greitus temperatūros pokyčius.

# Gaolai pneumatinis tipas

Kai dujos sugeria infraraudonąją spinduliuotę, išlaikydamos tam tikrą tūrį, temperatūra padidės ir slėgis padidės. Slėgio padidėjimo dydis yra proporcingas sugertos infraraudonosios spinduliuotės galiai, todėl galima išmatuoti sugertos infraraudonosios spinduliuotės galią. Infraraudonųjų spindulių detektoriai, pagaminti pagal aukščiau nurodytus principus, vadinami dujų detektoriais, o Gao Lai vamzdis yra tipiškas dujų detektorius.

Fotonų jutiklis

Fotonų infraraudonųjų spindulių detektoriai naudoja tam tikras puslaidininkines medžiagas, kad sukurtų fotoelektrinius efektus apšvitinus infraraudonąją spinduliuotę, kad pakeistų medžiagų elektrines savybes. Matuojant elektrinių savybių pokyčius, galima nustatyti infraraudonosios spinduliuotės intensyvumą. Infraraudonųjų spindulių detektoriai, pagaminti naudojant fotoelektrinį efektą, bendrai vadinami fotonų detektoriais. Pagrindinės savybės yra didelis jautrumas, greitas atsako greitis ir didelis atsako dažnis. Tačiau paprastai jis turi veikti žemoje temperatūroje, o aptikimo juosta yra gana siaura.

Pagal fotonų detektoriaus veikimo principą jis paprastai gali būti suskirstytas į išorinį fotodetektorių ir vidinį fotodetektorių. Vidiniai fotodetektoriai skirstomi į fotolaidžius detektorius, fotovoltinius detektorius ir fotomagnetoelektrinius detektorius.

# Išorinis fotodetektorius (PE įrenginys)

Kai šviesa patenka į tam tikrų metalų, metalų oksidų ar puslaidininkių paviršių, jei fotono energija yra pakankamai didelė, paviršius gali spinduliuoti elektronus. Šis reiškinys bendrai vadinamas fotoelektronų emisija, kuri priklauso išoriniam fotoelektriniam efektui. Šio tipo fotonų detektoriams priklauso fotovamzdeliai ir fotodaugintuvai. Reagavimo greitis yra greitas, o tuo pačiu metu fotodaugiklio vamzdžio gaminys turi labai didelį padidėjimą, kurį galima naudoti vieno fotono matavimui, tačiau bangos ilgio diapazonas yra gana siauras, o ilgiausias yra tik 1700 nm.

# Fotolaidus detektorius

Kai puslaidininkis sugeria krintančius fotonus, kai kurie elektronai ir skylės puslaidininkyje pasikeičia iš nelaidžios būsenos į laisvą būseną, galinčią laiduoti elektrą, taip padidindami puslaidininkio laidumą. Šis reiškinys vadinamas fotolaidumo efektu. Infraraudonųjų spindulių detektoriai, pagaminti dėl puslaidininkių fotolaidžio poveikio, vadinami fotolaidžiais detektoriais. Šiuo metu tai yra plačiausiai naudojamas fotonų detektoriaus tipas.

# Fotovoltinis detektorius (PU įrenginys)

Kai infraraudonoji spinduliuotė yra apšvitinama tam tikrų puslaidininkinių medžiagų struktūrų PN sandūroje, veikiant elektriniam laukui PN sandūroje, laisvieji elektronai P srityje juda į N sritį, o skylės N srityje – į PN sandūrą. P plotas. Jei PN sandūra atvira, abiejuose PN sandūros galuose sukuriamas papildomas elektrinis potencialas, vadinamas fotoelektrovaros jėga. Detektoriai, pagaminti naudojant fotoelektrovaros efektą, vadinami fotovoltiniais detektoriais arba sankryžiniais infraraudonųjų spindulių detektoriais.

# Optinis magnetoelektrinis detektorius

Magnetinis laukas taikomas mėginiui iš šono. Kai puslaidininkio paviršius sugeria fotonus, susidarę elektronai ir skylės išsklaidomi į kūną. Difuzijos proceso metu dėl šoninio magnetinio lauko poveikio elektronai ir skylės pasislenka abiejuose mėginio galuose. Tarp abiejų galų yra potencialų skirtumas. Šis reiškinys vadinamas optomagnetoelektriniu efektu. Detektoriai, pagaminti iš fotomagnetoelektrinio efekto, vadinami fotomagnetoelektriniais detektoriais (vadinami PEM įrenginiais).