سنسور فروسرخ (Infrared Detector)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سنسور فروسرخ (Infrared Detector) :
سنسور فروسرخ (IR) دسته ای از آشکارسازها هستند که به تابش الکترومغناطیسی در ناحیه فروسرخ طیف (طول موج های بلندتر از نور مرئی، از حدود ۰.۷ میکرومتر تا چند صد میکرومتر) حساس هستند. تمام اجسام با دمای بالای صفر مطلق، تابش فروسرخ از خود ساطع می کنند و شدت و طیف این تابش به دمای جسم بستگی دارد. سنسورهای IR برای اندازه گیری دما (غیرتماسی)، تصویربرداری حرارتی، و کاربردهای ارتباطی و نظامی استفاده می شوند.
انواع اصلی سنسورهای فروسرخ:
آشکارسازهای حرارتی (Thermal Detectors): مانند ترموپایل، بولومتر، و میکروبولومتر. این آشکارسازها گرمای ناشی از جذب تابش IR را اندازه می گیرند. پاسخ آنها به طول موج وابسته نیست (پهن باند) و در دمای اتاق کار می کنند (uncooled)، اما حساسیت و سرعت پاسخ آنها کمتر از نوع فوتونی است. (قبلا در موارد ۱۱، ۱۳، ۱۴ توضیح داده شدند).
آشکارسازهای فوتونی (Photon Detectors): مانند فوتودیودهای ساخته شده از مواد نیمه هادی با شکاف باند کوچک (مانند InSb، HgCdTe، InGaAs). این آشکارسازها مستقیما فوتون ها را جذب کرده و جفت الکترون-حفره تولید می کنند. آنها حساسیت و سرعت پاسخ بسیار بالایی دارند، اما معمولا برای دستیابی به حساسیت مطلوب و کاهش نویز حرارتی نیاز به خنک سازی (cryogenic cooling) دارند. سنسورهای فروسرخ موج کوتاه (SWIR) مانند InGaAs می توانند در دمای اتاق یا با خنک سازی ترموالکتریک کار کنند.
سنسورهای پیروالکتریک: که قبلا توضیح داده شدند، نوعی آشکارساز حرارتی هستند که به تغییرات دما (نه مقدار مطلق) حساسند.
پارامترهای مهم: پاسخ دهی، نویز، طول موج قطع، و زمان پاسخ.
\[ D^* = \frac{\sqrt{A \cdot \Delta f}}{NEP} \]که
\[ D^* \]معیار حساسیت (ستاره دار)،
\[ A \]مساحت،
\[ \Delta f \]پهنای باند، و NEP توان معادل نویز است.
کاربردها: تصویربرداری حرارتی (دوربین های ترموویژن)، طیف سنجی، سنجش از دور، ارتباطات فضایی، ردیابی موشک، و کاربردهای پزشکی.
