Fotodetector infrarrojo de onda media(mwir) es un detector infrarrojo que trabaja en la banda de 3 a 5 micras. su principio central se basa en efectos fotoeléctricos y termoeléctricos. puede convertir la radiación infrarroja emitida por el objeto objetivo en señales eléctricas medibles. tiene alta sensibilidad, alta resolución y capacidad de trabajo diurno y nocturno. se utiliza ampliamente en los campos militar, de seguridad, industrial y de monitoreo ambiental.
Fotodetector infrarrojo de onda mediaEl principio de funcionamiento se basa principalmente en efectos fotoeléctricos y termoeléctricos:
Efecto fotoeléctrico: cuando los fotones mwir (longitud de onda de 3 a 5 micras) emitidos por el objeto objetivo irradian el material detector (como InSb de antimonio de indio, HgCdTe de telurio de cadmio de mercurio), la energía fotónica es absorbida por el material. Si la energía del fotón es mayor que el ancho de la Banda prohibida del material, los electrones en el material saltan de la banda de Valencia a la banda guía, formando un par de electrones - agujeros (portadores). Estos transportistas se mueven direccionalmente bajo la acción de un campo eléctrico dentro del detector, formando una corriente óptica. Al medir el tamaño de la corriente luminosa, se puede empujar hacia atrás el número de fotones emitidos, y luego se puede obtener la intensidad de la radiación infrarroja del objeto objetivo.
Efecto termoeléctrico: después de que el material detector absorbe la radiación infrarroja, la Vibración molecular se intensifica y la temperatura del material aumenta. La resistencia de los materiales sensibles al calor (como el óxido de vanadium vo, el silicio amorfo) cambia con la temperatura (por ejemplo, la resistencia vo disminuye con el aumento de la temperatura), y el cambio de temperatura se convierte en una señal de voltaje a través del Circuito de puente wheaton, que se amplifica para generar una imagen térmica.
Los materiales comunes para fotodetectores infrarrojos de onda media incluyen:
Insb: tiene una alta eficiencia cuántica (detectores de alta calidad pueden alcanzar más del 80%), adecuado para escenarios de alta velocidad de respuesta y alta sensibilidad, como reconocimiento militar y conducción autónoma.
Telurio de cadmio y mercurio (hgcdte): al ajustar la composición de cd, se puede ajustar con flexibilidad el ancho de la banda prohibida, cubriendo la banda de 3 a 5 micras, con características de alta sensibilidad y respuesta de banda ancha, y soporta el modo de instantánea, el modo integral y otras funciones.
Detector de pozo cuántico (qwip): detección infrarroja basada en efectos cuánticos, con ventajas de respuesta de banda específica.
Los fotodetectores infrarrojos de onda media tienen las siguientes ventajas de rendimiento:
Alta sensibilidad: puede responder a la débil radiación infrarroja y capturar más detalles.
Alta resolución: imagen de alta resolución lograda optimizando la estructura del dispositivo (como reducir el tamaño del píxel a menos de 10 micras) y la selección de materiales, proporcionando un amplio campo de visión y una alta cobertura de campo de visión.
Capacidad de trabajo diurno y nocturno: la radiación infrarroja de onda media existe tanto día como noche, y el detector puede monitorear las 24 horas del día sin estar limitado por las condiciones de luz.
Fuerte capacidad antiinterferencia: puede penetrar obstáculos como humo, polvo y niebla y mantener un rendimiento de trabajo estable en entornos complejos.
Fuerte adaptabilidad ambiental: puede funcionar normalmente en diversas condiciones meteorológicas y no se ve afectada por factores como la luz y la neblina.