熱探測器和光子探測器的區(qū)別

　　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(chǔ)上借助各種物理效應(yīng)把溫升轉(zhuǎn)變成電量的一種探測器。

　　熱探測器的基本工作原理是目標(biāo)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(zhuǎn)化變?yōu)殡?a target="_blank">信號，通過信號圖像處理，再進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，最后把信號傳送到監(jiān)視器。實(shí)現(xiàn)對輻射熱的探測。

　　光子探測器概述

　　光子探測器利用內(nèi)光電效應(yīng)制成的光子型探測器，是用半導(dǎo)體材料制成的固態(tài)電子器件，主要包括光電導(dǎo)探測器和光伏型探測器等。

　　光伏型探測器通常由半導(dǎo)體PN結(jié)構(gòu)成，其原理是利用PN結(jié)的內(nèi)建電場將光生載流子掃出結(jié)區(qū)而形成信號。當(dāng)探測器受到光照（輻照）、體內(nèi)發(fā)生本征光吸收時(shí)，產(chǎn)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(qū)，隨后由于存在濃度梯度，其中一部分?jǐn)U散到PN結(jié)區(qū)，在PN結(jié)內(nèi)建電場的作用下，分別聚集到結(jié)的兩端，形成電壓信號。如PN結(jié)兩端連成一個(gè)回路，則形成電流信號。

　　光子型探測器是有選擇性響應(yīng)波長的探測器件。只有當(dāng)入射光子能量大于光敏材料中的電子激活能E時(shí)，探測器才有響應(yīng)。對于外光電效應(yīng)器件，如光電管和光電倍增管，E等于電子逸出光電陰極時(shí)所要作的功，此數(shù)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(dǎo)型探測器，E等于半導(dǎo)體的禁帶寬度；對于非本征光導(dǎo)型探測器，E等于雜質(zhì)電離能。由于禁帶寬度和雜質(zhì)電離能這兩個(gè)參數(shù)都有較大的選擇余地，因此，半導(dǎo)體光子型探測器的響應(yīng)波長可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如，用本征鍺做成的光導(dǎo)型探測器，對近紅外輻射敏感；而用摻雜質(zhì)的鍺做成的光導(dǎo)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(yuǎn)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(qū)別

　　熱探測器的換能過程包括熱阻效應(yīng)、熱伏效應(yīng)（珀耳帖（%1tier）效應(yīng)的可逆性）、熱氣FAN7530MX動(dòng)效應(yīng)和熱釋電效應(yīng)等。光子探測器的換能過程包括光生伏特效應(yīng)、光電導(dǎo)效應(yīng)、光電磁效應(yīng)和光電子發(fā)射效應(yīng)（外光電效應(yīng)）等。兩種探測器的粗略比較如表3-9所示。 熱阻效應(yīng)：當(dāng)材料的溫度改變后，其電導(dǎo)率也會(huì)發(fā)生變化，這就是熱阻效應(yīng)。熱伏效應(yīng)：當(dāng)加熱兩種不同材料的連接點(diǎn)處時(shí)，將在開路的兩端產(chǎn)生電壓，這就是熱伏效應(yīng)。

　　熱釋電效應(yīng)：凡是有自發(fā)極化的極性晶體，其表面會(huì)出現(xiàn)面束縛電荷。而這些面束縛電荷平時(shí)被晶體內(nèi)部和外部來的自由電荷所中和，因此在常態(tài)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(fā)極化強(qiáng)度以及由此引起的面束縛電荷的

　　密度均以同樣頻率發(fā)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(fā)極化矢量的兩個(gè)端面間會(huì)出現(xiàn)交變的端電壓，這就是熱釋電效應(yīng)。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(dǎo)體等材料中的各種光電效應(yīng)。
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