红外行业报告：红外热像仪、制冷探测器、非制冷探测器（33页）

行业报告下载 2021年12月06日 08:52 管理员

800 年，英国天文学家威·赫谢尔在温度计试验中发现了一种“不可见光线”。早期的红外探测器研究主要是热探测器。1821 年塞贝克发现了热电效应，不久之后第一个热电偶诞生了；1829 年诺比利构造了热电堆；1833 年梅洛尼改进了热电堆，在此后的近半个世纪里，热电堆一直是应用最广的红外探测器。1880 年兰利制作出了测辐射热计，灵敏度比同时代的热电堆高 30 倍，在随后 20 年的不断改进中，其灵敏度提高了近 400 倍。红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，又称红外光、红外热辐射，是波长介乎微波与可见光之间的电磁波。温度高于绝对零度（-273℃）的任何物体都会不断地向四周辐射红外谱线，红外线能量的大小与物体表面的温度和材料特性直接相关，温度越高，红外线能量就越大。按红外窗口可分为近红外、短波红外、中波红外、长波红外、甚长波红外、远红外、亚毫米波。军民最常使用的近红外（NIR，0.76~1.1μm）、中波红外（MWIR，3-6μm）、长波红外（LWIR，6~15μm）。简单来说，红外图像转换成可见图像分三步进行，第一步是利用对红外辐射敏感的红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱；

第二步是利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温度分布情况；第三步是通过图像处理软件对上述放大后的电信号进行处理，得到电子视频信号，电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在屏幕上显示出来，得到可见图像。根据工作原理可将红外探测器主要分为光子探测器、热探测器。根据探测器的工作温度可以将其分为制冷型和非制冷型，其技术差异来源于探测原理的不同。热探测器材料吸收红外辐射后产生温升，通过测量其物理性质的变化就可以测量出它吸收的能量或功率。光子探测器吸收光子后，探测器材料的电子状态会发生改变，产生光电效应，通过测量光电效应的大小可以测定被吸收的光子数。通常情况下，制冷型红外探测器属于光子型，非制冷型红外探测器在探测原理上属于热式。非制冷探测器可进一步分为热释电式、热电堆、微测辐射热计等。其中微测辐射热计是一种热敏电阻型传感器，在红外辐射照射到传感器后，传感器温度升高，热敏薄膜的阻值改变，其 NETD 主要受限于热敏材料的 1/f 噪声。微测辐射热计型探测器是目前技术最成熟、市场占有率最高的主流非制冷红外焦平面探测器。