Saskaņā ar klasifikāciju infrasarkano staru sensorus var iedalīt siltuma sensoros un fotonu sensoros.

Termiskais sensors

Termiskais detektors izmanto noteikšanas elementu, lai absorbētu infrasarkano starojumu, lai radītu temperatūras paaugstināšanos, un pēc tam to pavada noteiktu fizikālo īpašību izmaiņas. Šo fizisko īpašību izmaiņu mērīšana var izmērīt enerģiju vai jaudu, ko tā absorbē. Konkrētais process ir šāds: Pirmais solis ir siltuma detektora absorbēt infrasarkano starojumu, lai izraisītu temperatūras paaugstināšanos; otrais solis ir izmantot dažus termiskā detektora temperatūras efektus, lai temperatūras paaugstināšanos pārvērstu elektrības izmaiņās. Parasti tiek izmantoti četri fizisko īpašību izmaiņu veidi: termistora tips, termopāra tips, piroelektriskais tips un Gaolai pneimatiskais tips.

# Termistora tips

Pēc tam, kad siltumjutīgais materiāls absorbē infrasarkano starojumu, paaugstinās temperatūra un mainās pretestības vērtība. Pretestības izmaiņu lielums ir proporcionāls absorbētā infrasarkanā starojuma enerģijai. Infrasarkanos detektorus, kas izgatavoti, mainot pretestību pēc tam, kad viela absorbē infrasarkano starojumu, sauc par termistoriem. Termistorus bieži izmanto termiskā starojuma mērīšanai. Ir divu veidu termistori: metāla un pusvadītāju.

R(T)=AT-CeD/T

R(T): pretestības vērtība; T: temperatūra; A, C, D: konstantes, kas mainās atkarībā no materiāla.

Metāla termistoram ir pozitīvs temperatūras pretestības koeficients, un tā absolūtā vērtība ir mazāka nekā pusvadītāja vērtība. Attiecība starp pretestību un temperatūru būtībā ir lineāra, un tai ir spēcīga augstas temperatūras izturība. To galvenokārt izmanto temperatūras simulācijas mērīšanai;

Pusvadītāju termistori ir tieši pretēji, tos izmanto starojuma noteikšanai, piemēram, trauksmes signāliem, ugunsdrošības sistēmām un termisko radiatoru meklēšanai un izsekošanai.

# Termopāra tips

Termopāris, saukts arī par termopāri, ir agrākā termoelektriskā noteikšanas ierīce, un tās darbības princips ir piroelektriskais efekts. Savienojums, kas sastāv no diviem dažādiem vadītāju materiāliem, savienojumā var radīt elektromotora spēku. Termopāra galu, kas saņem starojumu, sauc par karsto galu, bet otru galu sauc par auksto galu. Tā sauktais termoelektriskais efekts, tas ir, ja šie divi dažādie vadītāju materiāli ir savienoti cilpā, kad temperatūra abos savienojumos ir atšķirīga, cilpā tiks ģenerēta strāva.

Lai uzlabotu absorbcijas koeficientu, karstajā galā ir uzstādīta melnā zelta folija, lai izveidotu termopāra materiālu, kas var būt metāls vai pusvadītājs. Struktūra var būt līnija vai sloksnes formas vienība, vai plāna plēve, kas izgatavota ar vakuuma pārklāšanas tehnoloģiju vai fotolitogrāfijas tehnoloģiju. Temperatūras mērīšanai pārsvarā tiek izmantoti entītijas tipa termopāri, bet starojuma mērīšanai galvenokārt tiek izmantoti plānslāņa tipa termopāri (sastāv no daudziem virknē esošajiem termopāriem).

Termopāra tipa infrasarkanā detektora laika konstante ir salīdzinoši liela, tāpēc reakcijas laiks ir salīdzinoši garš, un dinamiskie raksturlielumi ir salīdzinoši slikti. Radiācijas izmaiņu frekvencei ziemeļu pusē parasti jābūt zem 10 HZ. Praktiskajos lietojumos vairāki termopāri bieži tiek savienoti virknē, lai izveidotu termopili, lai noteiktu infrasarkanā starojuma intensitāti.

# Piroelektriskais tips

Piroelektriskie infrasarkanie detektori ir izgatavoti no piroelektriskiem kristāliem jeb “feroelektriķiem” ar polarizāciju. Piroelektriskais kristāls ir sava veida pjezoelektriskais kristāls, kam ir necentrosimetriska struktūra. Dabiskā stāvoklī pozitīvo un negatīvo lādiņu centri noteiktos virzienos nesakrīt, un uz kristāla virsmas veidojas noteikts daudzums polarizētu lādiņu, ko sauc par spontānu polarizāciju. Kad kristāla temperatūra mainās, tas var izraisīt kristāla pozitīvā un negatīvā lādiņa centra nobīdi, tāpēc attiecīgi mainās polarizācijas lādiņš uz virsmas. Parasti tā virsma uztver peldošos lādiņus atmosfērā un uztur elektriskā līdzsvara stāvokli. Kad feroelektriskā virsma atrodas elektriskajā līdzsvarā, kad uz tās virsmas tiek apstaroti infrasarkanie stari, feroelektriskā (loksnes) temperatūra strauji paaugstinās, polarizācijas intensitāte strauji pazeminās, un saistītais lādiņš strauji samazinās; kamēr peldošais lādiņš uz virsmas mainās lēni. Iekšējā feroelektriskajā korpusā nav izmaiņu.

Ļoti īsā laikā no temperatūras izmaiņu izraisītās polarizācijas intensitātes izmaiņām uz virsmas atkal nonākot elektriskā līdzsvara stāvoklī, uz feroelektriķa virsmas parādās lieki peldošie lādiņi, kas ir līdzvērtīgi lādiņa daļas atbrīvošanai. Šo parādību sauc par piroelektrisko efektu. Tā kā brīvajam lādiņam nepieciešams ilgs laiks, lai neitralizētu saistīto lādiņu uz virsmas, tas aizņem vairāk nekā dažas sekundes, un kristāla spontānās polarizācijas relaksācijas laiks ir ļoti īss, apmēram 10-12 sekundes, tāpēc piroelektriskais kristāls var reaģēt uz straujām temperatūras izmaiņām.

# Gaolai pneimatiskais tips

Kad gāze absorbē infrasarkano starojumu, saglabājot noteiktu tilpumu, temperatūra paaugstinās un spiediens palielināsies. Spiediena pieauguma lielums ir proporcionāls absorbētā infrasarkanā starojuma jaudai, tāpēc var izmērīt absorbētā infrasarkanā starojuma jaudu. Infrasarkanie detektori, kas izgatavoti pēc iepriekšminētajiem principiem, tiek saukti par gāzes detektoriem, un Gao Lai caurule ir tipisks gāzes detektors.

Fotonu sensors

Fotonu infrasarkanie detektori izmanto noteiktus pusvadītāju materiālus, lai radītu fotoelektriskus efektus infrasarkanā starojuma apstarošanas rezultātā, lai mainītu materiālu elektriskās īpašības. Mērot elektrisko īpašību izmaiņas, var noteikt infrasarkanā starojuma intensitāti. Infrasarkanie detektori, kas izgatavoti ar fotoelektrisko efektu, tiek saukti par fotonu detektoriem. Galvenās iezīmes ir augsta jutība, ātrs reakcijas ātrums un augsta reakcijas frekvence. Bet parasti tam jādarbojas zemā temperatūrā, un noteikšanas josla ir salīdzinoši šaura.

Saskaņā ar fotonu detektora darbības principu to parasti var iedalīt ārējā fotodetektorā un iekšējā fotodetektorā. Iekšējos fotodetektorus iedala fotovadošajos detektoros, fotoelektriskos detektoros un fotomagnetoelektriskos detektoros.

# Ārējais fotodetektors (PE ierīce)

Ja gaisma krīt uz noteiktu metālu, metālu oksīdu vai pusvadītāju virsmu, ja fotonu enerģija ir pietiekami liela, virsma var emitēt elektronus. Šo parādību kopīgi dēvē par fotoelektronu emisiju, kas pieder pie ārējā fotoelektriskā efekta. Pie šāda veida fotonu detektoriem pieder fotocaurules un fotopavairotāja lampas. Reakcijas ātrums ir ātrs, un tajā pašā laikā fotopavairotāja caurules produktam ir ļoti augsts pastiprinājums, ko var izmantot viena fotona mērīšanai, taču viļņu garuma diapazons ir salīdzinoši šaurs, un garākais ir tikai 1700 nm.

# Fotovadošs detektors

Kad pusvadītājs absorbē krītošos fotonus, daži elektroni un caurumi pusvadītājā pāriet no nevadoša stāvokļa uz brīvu stāvokli, kas var vadīt elektrību, tādējādi palielinot pusvadītāja vadītspēju. Šo parādību sauc par fotovadītspējas efektu. Infrasarkanie detektori, kas izgatavoti, izmantojot pusvadītāju fotovadošo efektu, tiek saukti par fotovadošajiem detektoriem. Šobrīd tas ir visplašāk izmantotais fotonu detektora veids.

# Fotoelementu detektors (PU ierīce)

Apstarojot infrasarkano starojumu noteiktu pusvadītāju materiālu konstrukciju PN savienojumā, PN savienojuma elektriskā lauka iedarbībā brīvie elektroni P zonā pārvietojas uz N apgabalu, bet caurumi N zonā pārvietojas uz P apgabals. Ja PN savienojums ir atvērts, abos PN savienojuma galos tiek ģenerēts papildu elektriskais potenciāls, ko sauc par foto elektromotora spēku. Detektorus, kas izgatavoti, izmantojot foto elektromotora spēka efektu, sauc par fotoelementu detektoriem vai savienojuma infrasarkanajiem detektoriem.

# Optiskais magnetoelektriskais detektors

Paraugam sāniski tiek pielietots magnētiskais lauks. Kad pusvadītāja virsma absorbē fotonus, radītie elektroni un caurumi tiek izkliedēti ķermenī. Difūzijas procesa laikā sānu magnētiskā lauka ietekmes dēļ elektroni un caurumi ir nobīdīti abos parauga galos. Starp abiem galiem pastāv potenciāla atšķirība. Šo parādību sauc par opto-magnetoelektrisko efektu. Detektorus, kas izgatavoti no fotomagnetoelektriskā efekta, sauc par fotomagnetoelektriskiem detektoriem (saukti par PEM ierīcēm).