紅外探測器主要應(yīng)用在哪些領(lǐng)域和范圍？

紅外探測器(Infrared Detector)是將入射的紅外輻射信號轉(zhuǎn)變成電信號輸出的器件。紅外輻射是波長介于可見光與微波之間的電磁波，人眼察覺不到。要察覺這種輻射的存在并測量其強(qiáng)弱，必須把它轉(zhuǎn)變成可以察覺和測量的其他物理量。一般說來，紅外輻射照射物體所引起的任何效應(yīng)，只要效果可以測量而且足夠靈敏，均可用來度量紅外輻射的強(qiáng)弱。紅外探測器在我國很多方面都有應(yīng)用，并起著不可替代的重要作用。如航空航天、天文、氣象、軍事、工業(yè)和民用等眾多領(lǐng)域。

紅外探測器利用紅外輻射進(jìn)行成像，基于紅外在大氣傳輸存在的“大氣窗口”，紅外線的應(yīng)用分為短波紅外、中波紅外和長波紅外三大類。短波紅外利用目標(biāo)反射環(huán)境中普遍存在的短波紅外輻射，在分辨率和細(xì)節(jié)上類似于可見光圖像;長波、中波紅外成像利用室溫目標(biāo)自身發(fā)射的熱輻射，用于各種紅外熱視設(shè)備。

紅外熱成像儀主要分為軍用和民用兩個產(chǎn)品市場。早運(yùn)用在軍事領(lǐng)域，隨著紅外成像技術(shù)的發(fā)展與成熟，低成本的民用紅外像設(shè)備出現(xiàn)，在民用領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。兩個市場相對獨立，所需產(chǎn)品類型存在較大差異，軍用以高性能制冷型探測器為主，民用市場偏好低成本非制冷探測器。

紅外探測器是紅外產(chǎn)業(yè)鏈的核心，紅外探測器性能高低直接決定了紅外成像的質(zhì)量。據(jù)具體的需求和應(yīng)用，紅外探測器會有不同的分類，更為常見的是根據(jù)制冷需求，分為制冷紅外探測器和非制冷紅外探測器。制冷型探測器對應(yīng)的為基于光電效應(yīng)的光子傳感器，目前第三代制冷型紅外光電探測器的材料主要包含HgCdTe、量子阱光探測(QWIPs)、II類超晶格(II-SLs)與量子點光探測(QDIPs)四種;非制冷型探測器對應(yīng)的是基于入射輻射的熱效應(yīng)的熱探測器，商用非制冷探測器目前主要由氧化釩、非晶硅或硅二極管制造。

一、氣象預(yù)測

因為有風(fēng)云系列氣象衛(wèi)星、海洋系列衛(wèi)星晝夜監(jiān)測，發(fā)送衛(wèi)星云圖，所以臺風(fēng)預(yù)測越來越準(zhǔn)確。尤其是衛(wèi)星上的紅外探測器組件，做成遙感儀器放在衛(wèi)星上，才能夠觀測得到各種成像。

二、對地成像

紅外探測器規(guī)模越大看得越清楚，大規(guī)模就是像素做的多，目前規(guī)模最大的是美國做的6400萬像素。 汶川地震時中美協(xié)商，請美方派衛(wèi)星在汶川上空觀測災(zāi)情。

三、軍事偵察

紅外偵察分為地面、海面、空中和空間偵察?？臻g偵察主要指：利用偵察衛(wèi)星上的紅外遙感設(shè)備，從空間軌道上對目標(biāo)實施偵察和監(jiān)視。我國商用衛(wèi)星已能夠拍到美國軍用造船廠的清晰圖片。

四、環(huán)境監(jiān)測

2020年初疫情突然襲來，為了更好防控防治，無論是個人及家庭，或是社區(qū)、車站、醫(yī)院等地方都急需體溫計來篩查發(fā)熱病人，因此測溫儀需求量大增。非接觸紅外測溫儀通過測量目標(biāo)發(fā)射的紅外輻射強(qiáng)度，計算出物體的表面溫度，全程不與物體接觸。

五、機(jī)場安檢

在交通極為便利的今天，在乘坐地鐵、火車、飛機(jī)前，進(jìn)站時都需要過安檢，通過安檢儀，工作人員可以在不打開包裹的前提下，檢查是否攜帶違禁物品，從而為每位乘客的安全保駕護(hù)航。

目前，科學(xué)家正致力于將探測器的波段擴(kuò)充到太赫茲。因為太赫茲波有一定的透射深度，所以在成像方面有重要應(yīng)用，比如機(jī)場安檢、國防、地溝油檢測等。在太赫茲安檢儀前，恐怖分子隱藏的武器顯露無遺。

六、智慧醫(yī)療

智能化探測器件應(yīng)用是光學(xué)系統(tǒng)重要發(fā)展方向。 將來的智慧地球、智慧城市以及智慧醫(yī)療等，都依賴于傳感器、探測器及它的分析。例如，給民航機(jī)長穿上具有傳感器的可穿戴設(shè)備，將心電圖隨時送到分析中心，就能根據(jù)模型分析心電圖是否正常，從而預(yù)防空難。

在醫(yī)療行業(yè)，紅外探測器隨處可見，最常見的無外乎紅外熱像儀，紅外熱像儀基于紅外輻射原理，以人體為輻射源，采用紅外探測器，捕捉對象發(fā)出的紅外輻射能，將空間物體表面發(fā)出的紅外輻射以不同色階的顏色表示，轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢曅?、可定量的偽圖，以亮色調(diào)表示高溫、暗色調(diào)表示低溫，使紅外熱圖更直觀、更易解讀，多應(yīng)用于臨床診斷涉及多領(lǐng)域。