Orice obiect cu o temperatură peste zero absolut radiază energie în spațiul cosmic sub formă de lumină infraroșie. Tehnologia de detectare care utilizează radiația infraroșie pentru a măsura mărimi fizice relevante se numește tehnologie de detectare în infraroșu.
Tehnologia senzorilor cu infraroșu este una dintre tehnologiile cu cea mai rapidă dezvoltare din ultimii ani, senzorul cu infraroșu fiind utilizat pe scară largă în domeniul aerospațial, astronomic, meteorologic, militar, industrial, civil și alte domenii, jucând un rol important de neînlocuit. Infraroșul, în esență, este un tip de undă de radiație electromagnetică, a cărei lungime de undă este de aproximativ 0,78 m ~ 1000 m în spectrul spectral, deoarece se află în lumina vizibilă, în afara luminii roșii, așa se numește infraroșu. Orice obiect cu o temperatură peste zero absolut radiază energie în spațiul cosmic sub formă de lumină infraroșie. Tehnologia de detectare care utilizează radiația infraroșie pentru a măsura mărimi fizice relevante se numește tehnologie de detectare cu infraroșu.
Senzorul fotonic cu infraroșu este un tip de senzor care funcționează utilizând efectul fotonic al radiației infraroșii. Așa-numitul efect fotonic se referă la faptul că, atunci când există o incidență infraroșie asupra unor materiale semiconductoare, fluxul de fotoni din radiația infraroșie interacționează cu electronii din materialul semiconductor, schimbând starea energetică a electronilor, rezultând diverse fenomene electrice. Prin măsurarea modificărilor proprietăților electronice ale materialelor semiconductoare, se poate cunoaște intensitatea radiației infraroșii corespunzătoare. Principalele tipuri de detectoare de fotoni sunt fotodetectorul intern, fotodetectorul extern, detectorul cu purtător liber, detectorul cu sondă cuantică QWIP și așa mai departe. Fotodetectoarele interne sunt în continuare subdivizate în tip fotoconductor, tip generator de fotovolturi și tip fotomagnetoelectric. Principalele caracteristici ale detectorului de fotoni sunt sensibilitatea ridicată, viteza de răspuns rapidă și frecvența de răspuns ridicată, dar dezavantajul este că banda de detecție este îngustă și, în general, funcționează la temperaturi scăzute (pentru a menține o sensibilitate ridicată, se utilizează adesea azot lichid sau refrigerare termoelectrică pentru a răci detectorul de fotoni la o temperatură de lucru mai scăzută).
Instrumentul de analiză a componentelor bazat pe tehnologia spectrului infraroșu are caracteristicile de ecologic, rapid, nedistructiv și online și reprezintă una dintre dezvoltările rapide ale tehnologiei analitice de înaltă tehnologie în domeniul chimiei analitice. Multe molecule de gaz compuse din diatomee și poliatomi asimetrice au benzi de absorbție corespunzătoare în banda de radiații infraroșii, iar lungimea de undă și puterea de absorbție a benzilor de absorbție sunt diferite datorită diferitelor molecule conținute în obiectele măsurate. În funcție de distribuția benzilor de absorbție ale diferitelor molecule de gaz și de puterea de absorbție, se poate identifica compoziția și conținutul moleculelor de gaz din obiectul măsurat. Analizorul de gaz în infraroșu este utilizat pentru a iradia mediul măsurat cu lumină infraroșie și, în funcție de caracteristicile de absorbție în infraroșu ale diferitelor medii moleculare, utilizând caracteristicile spectrului de absorbție în infraroșu al gazului, prin analiza spectrală se realizează analiza compoziției sau concentrației de gaz.
Spectrul de diagnostic al hidroxilului, apei, carbonatului, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH și al altor legături moleculare poate fi obținut prin iradierea cu infraroșu a obiectului țintă, iar apoi poziția lungimii de undă, adâncimea și lățimea spectrului pot fi măsurate și analizate pentru a obține speciile, componentele și raportul dintre principalele elemente metalice. Astfel, se poate realiza analiza compoziției mediilor solide.
Data publicării: 04 iulie 2023