वर्गीकरण के अनुसार, इन्फ्रारेड सेंसर को थर्मल सेंसर और फोटॉन सेंसर में विभाजित किया जा सकता है।

थर्मल सेंसर

थर्मल डिटेक्टर तापमान में वृद्धि करने के लिए अवरक्त विकिरण को अवशोषित करने के लिए डिटेक्शन तत्व का उपयोग करता है, और फिर कुछ भौतिक गुणों में परिवर्तन के साथ। इन भौतिक गुणों में परिवर्तन को मापने से इसके द्वारा अवशोषित ऊर्जा या शक्ति को मापा जा सकता है। विशिष्ट प्रक्रिया इस प्रकार है: पहला कदम तापमान बढ़ाने के लिए थर्मल डिटेक्टर द्वारा अवरक्त विकिरण को अवशोषित करना है; दूसरा चरण तापमान वृद्धि को बिजली में परिवर्तन में परिवर्तित करने के लिए थर्मल डिटेक्टर के कुछ तापमान प्रभावों का उपयोग करना है। आमतौर पर चार प्रकार के भौतिक संपत्ति परिवर्तन का उपयोग किया जाता है: थर्मिस्टर प्रकार, थर्मोकपल प्रकार, पायरोइलेक्ट्रिक प्रकार और गाओलाई वायवीय प्रकार।

# थर्मिस्टर प्रकार

गर्मी-संवेदनशील सामग्री अवरक्त विकिरण को अवशोषित करने के बाद, तापमान बढ़ जाता है और प्रतिरोध मान बदल जाता है। प्रतिरोध परिवर्तन का परिमाण अवशोषित अवरक्त विकिरण ऊर्जा के समानुपाती होता है। किसी पदार्थ द्वारा अवरक्त विकिरण को अवशोषित करने के बाद प्रतिरोध को बदलकर बनाए गए इन्फ्रारेड डिटेक्टरों को थर्मिस्टर कहा जाता है। थर्मिस्टर्स का उपयोग अक्सर थर्मल विकिरण को मापने के लिए किया जाता है। थर्मिस्टर्स दो प्रकार के होते हैं: धातु और अर्धचालक।

R(T)=AT−CeD/T

आर(टी): प्रतिरोध मान; टी: तापमान; ए, सी, डी: स्थिरांक जो सामग्री के साथ भिन्न होते हैं।

धातु थर्मिस्टर में प्रतिरोध का सकारात्मक तापमान गुणांक होता है, और इसका निरपेक्ष मान अर्धचालक की तुलना में छोटा होता है। प्रतिरोध और तापमान के बीच का संबंध मूल रूप से रैखिक है, और इसमें मजबूत उच्च तापमान प्रतिरोध है। इसका उपयोग अधिकतर तापमान सिमुलेशन माप के लिए किया जाता है;

सेमीकंडक्टर थर्मिस्टर्स इसके ठीक विपरीत हैं, जिनका उपयोग विकिरण का पता लगाने, जैसे अलार्म, अग्नि सुरक्षा प्रणाली और थर्मल रेडिएटर खोज और ट्रैकिंग के लिए किया जाता है।

# थर्मोकपल प्रकार

थर्मोकपल, जिसे थर्मोकपल भी कहा जाता है, सबसे प्रारंभिक थर्मोइलेक्ट्रिक डिटेक्शन डिवाइस है, और इसका कार्य सिद्धांत पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव है। दो अलग-अलग कंडक्टर सामग्रियों से बना एक जंक्शन, जंक्शन पर इलेक्ट्रोमोटिव बल उत्पन्न कर सकता है। विकिरण प्राप्त करने वाले थर्मोकपल के सिरे को गर्म सिरा कहा जाता है, और दूसरे सिरे को ठंडा सिरा कहा जाता है। तथाकथित थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव, यानी, यदि इन दो अलग-अलग कंडक्टर सामग्रियों को एक लूप में जोड़ा जाता है, जब दोनों जोड़ों पर तापमान अलग होता है, तो लूप में करंट उत्पन्न होगा।

अवशोषण गुणांक में सुधार करने के लिए, थर्मोकपल की सामग्री बनाने के लिए गर्म सिरे पर काले सोने की पन्नी स्थापित की जाती है, जो धातु या अर्धचालक हो सकती है। संरचना या तो एक रेखा या पट्टी के आकार की इकाई हो सकती है, या वैक्यूम डिपोजिशन तकनीक या फोटोलिथोग्राफी तकनीक द्वारा बनाई गई एक पतली फिल्म हो सकती है। एंटिटी प्रकार के थर्मोकपल का उपयोग ज्यादातर तापमान माप के लिए किया जाता है, और पतली-फिल्म प्रकार के थर्मोकपल (श्रृंखला में कई थर्मोकपल से मिलकर) का उपयोग ज्यादातर विकिरण को मापने के लिए किया जाता है।

थर्मोकपल प्रकार के इन्फ्रारेड डिटेक्टर का समय स्थिरांक अपेक्षाकृत बड़ा है, इसलिए प्रतिक्रिया समय अपेक्षाकृत लंबा है, और गतिशील विशेषताएं अपेक्षाकृत खराब हैं। उत्तर की ओर विकिरण परिवर्तन की आवृत्ति आम तौर पर 10HZ से नीचे होनी चाहिए। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, अवरक्त विकिरण की तीव्रता का पता लगाने के लिए थर्मोपाइल बनाने के लिए कई थर्मोकपल को अक्सर श्रृंखला में जोड़ा जाता है।

# पायरोइलेक्ट्रिक प्रकार

पायरोइलेक्ट्रिक इन्फ्रारेड डिटेक्टर ध्रुवीकरण के साथ पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल या "फेरोइलेक्ट्रिक्स" से बने होते हैं। पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल एक प्रकार का पीजोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल है, जिसमें एक गैर-सेंट्रोसिमेट्रिक संरचना होती है। प्राकृतिक अवस्था में, सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज केंद्र कुछ दिशाओं में मेल नहीं खाते हैं, और क्रिस्टल सतह पर एक निश्चित मात्रा में ध्रुवीकृत चार्ज बनते हैं, जिसे सहज ध्रुवीकरण कहा जाता है। जब क्रिस्टल का तापमान बदलता है, तो यह क्रिस्टल के सकारात्मक और नकारात्मक चार्ज के केंद्र को स्थानांतरित कर सकता है, इसलिए सतह पर ध्रुवीकरण चार्ज तदनुसार बदलता है। आमतौर पर इसकी सतह वायुमंडल में तैरते आवेशों को पकड़ लेती है और विद्युत संतुलन की स्थिति बनाए रखती है। जब फेरोइलेक्ट्रिक की सतह विद्युत संतुलन में होती है, जब इसकी सतह पर अवरक्त किरणें विकिरणित होती हैं, तो फेरोइलेक्ट्रिक (शीट) का तापमान तेजी से बढ़ता है, ध्रुवीकरण की तीव्रता तेजी से गिरती है, और बाध्य चार्ज तेजी से कम हो जाता है; जबकि सतह पर तैरता आवेश धीरे-धीरे बदलता है। आंतरिक फेरोइलेक्ट्रिक बॉडी में कोई बदलाव नहीं हुआ है।

तापमान परिवर्तन के कारण ध्रुवीकरण की तीव्रता में परिवर्तन से सतह पर फिर से विद्युत संतुलन स्थिति में परिवर्तन से बहुत ही कम समय में, फेरोइलेक्ट्रिक की सतह पर अतिरिक्त फ्लोटिंग चार्ज दिखाई देते हैं, जो चार्ज के एक हिस्से को जारी करने के बराबर है। इस घटना को पायरोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। चूंकि मुक्त चार्ज को सतह पर बंधे चार्ज को बेअसर करने में लंबा समय लगता है, इसमें कुछ सेकंड से अधिक समय लगता है, और क्रिस्टल के सहज ध्रुवीकरण का विश्राम समय बहुत कम होता है, लगभग 10-12 सेकंड, इसलिए पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल तेजी से तापमान परिवर्तन पर प्रतिक्रिया कर सकता है।

# गाओलाई वायवीय प्रकार

जब गैस एक निश्चित मात्रा बनाए रखने की स्थिति के तहत अवरक्त विकिरण को अवशोषित करती है, तो तापमान बढ़ जाएगा और दबाव बढ़ जाएगा। दबाव वृद्धि का परिमाण अवशोषित अवरक्त विकिरण शक्ति के समानुपाती होता है, इसलिए अवशोषित अवरक्त विकिरण शक्ति को मापा जा सकता है। उपरोक्त सिद्धांतों द्वारा बनाए गए इन्फ्रारेड डिटेक्टरों को गैस डिटेक्टर कहा जाता है, और गाओ लाई ट्यूब एक विशिष्ट गैस डिटेक्टर है।

फोटॉन सेंसर

फोटॉन इन्फ्रारेड डिटेक्टर सामग्री के विद्युत गुणों को बदलने के लिए इन्फ्रारेड विकिरण के विकिरण के तहत फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव उत्पन्न करने के लिए कुछ अर्धचालक सामग्रियों का उपयोग करते हैं। विद्युत गुणों में परिवर्तन को मापकर अवरक्त विकिरण की तीव्रता निर्धारित की जा सकती है। फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव से बने इन्फ्रारेड डिटेक्टरों को सामूहिक रूप से फोटॉन डिटेक्टर कहा जाता है। मुख्य विशेषताएं उच्च संवेदनशीलता, तेज़ प्रतिक्रिया गति और उच्च प्रतिक्रिया आवृत्ति हैं। लेकिन इसे आम तौर पर कम तापमान पर काम करने की आवश्यकता होती है, और डिटेक्शन बैंड अपेक्षाकृत संकीर्ण होता है।

फोटॉन डिटेक्टर के कार्य सिद्धांत के अनुसार, इसे आम तौर पर बाहरी फोटोडिटेक्टर और आंतरिक फोटोडिटेक्टर में विभाजित किया जा सकता है। आंतरिक फोटोडिटेक्टरों को फोटोकंडक्टिव डिटेक्टर, फोटोवोल्टिक डिटेक्टर और फोटोमैग्नेटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर में विभाजित किया गया है।

# बाहरी फोटोडिटेक्टर (पीई डिवाइस)

जब प्रकाश कुछ धातुओं, धातु ऑक्साइडों या अर्धचालकों की सतह पर आपतित होता है, यदि फोटॉन ऊर्जा पर्याप्त बड़ी हो, तो सतह इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन कर सकती है। इस घटना को सामूहिक रूप से फोटोइलेक्ट्रॉन उत्सर्जन के रूप में जाना जाता है, जो बाहरी फोटोइलेक्ट्रिक प्रभाव से संबंधित है। फोटोट्यूब और फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब इस प्रकार के फोटॉन डिटेक्टर से संबंधित हैं। प्रतिक्रिया की गति तेज़ है, और साथ ही, फोटोमल्टीप्लायर ट्यूब उत्पाद का लाभ बहुत अधिक है, जिसका उपयोग एकल फोटॉन माप के लिए किया जा सकता है, लेकिन तरंग दैर्ध्य सीमा अपेक्षाकृत संकीर्ण है, और सबसे लंबी केवल 1700 एनएम है।

# फोटोकंडक्टिव डिटेक्टर

जब एक अर्धचालक आपतित फोटॉन को अवशोषित करता है, तो अर्धचालक में कुछ इलेक्ट्रॉन और छेद एक गैर-प्रवाहकीय अवस्था से एक मुक्त अवस्था में बदल जाते हैं जो बिजली का संचालन कर सकता है, जिससे अर्धचालक की चालकता बढ़ जाती है। इस घटना को फोटोकंडक्टिविटी प्रभाव कहा जाता है। अर्धचालकों के फोटोकंडक्टिव प्रभाव से बने इन्फ्रारेड डिटेक्टरों को फोटोकंडक्टिव डिटेक्टर कहा जाता है। वर्तमान में, यह फोटॉन डिटेक्टर का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार है।

# फोटोवोल्टिक डिटेक्टर (पीयू डिवाइस)

जब कुछ अर्धचालक सामग्री संरचनाओं के पीएन जंक्शन पर अवरक्त विकिरण विकिरणित होता है, तो पीएन जंक्शन में विद्युत क्षेत्र की कार्रवाई के तहत, पी क्षेत्र में मुक्त इलेक्ट्रॉन एन क्षेत्र में चले जाते हैं, और एन क्षेत्र में छेद एन क्षेत्र में चले जाते हैं। पी क्षेत्र. यदि पीएन जंक्शन खुला है, तो पीएन जंक्शन के दोनों सिरों पर एक अतिरिक्त विद्युत क्षमता उत्पन्न होती है जिसे फोटो इलेक्ट्रोमोटिव बल कहा जाता है। फोटो इलेक्ट्रोमोटिव बल प्रभाव का उपयोग करके बनाए गए डिटेक्टरों को फोटोवोल्टिक डिटेक्टर या जंक्शन इंफ्रारेड डिटेक्टर कहा जाता है।

# ऑप्टिकल मैग्नेटोइलेक्ट्रिक डिटेक्टर

नमूने पर पार्श्व रूप से एक चुंबकीय क्षेत्र लगाया जाता है। जब अर्धचालक सतह फोटॉन को अवशोषित करती है, तो उत्पन्न इलेक्ट्रॉन और छिद्र शरीर में फैल जाते हैं। प्रसार प्रक्रिया के दौरान, पार्श्व चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव के कारण इलेक्ट्रॉन और छिद्र नमूने के दोनों सिरों पर ऑफसेट हो जाते हैं। दोनों सिरों के बीच एक संभावित अंतर है. इस घटना को ऑप्टो-मैग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रभाव कहा जाता है। फोटो-मैग्नेटोइलेक्ट्रिक प्रभाव से बने डिटेक्टरों को फोटो-मैग्नेटो-इलेक्ट्रिक डिटेक्टर (पीईएम डिवाइस के रूप में संदर्भित) कहा जाता है।