Iga objekt, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, kiirgab energiat kosmosesse infrapunavalguse kujul. Tuvastustehnoloogiat, mis kasutab infrapunakiirgust oluliste füüsikaliste suuruste mõõtmiseks, nimetatakse infrapunasensoritehnoloogiaks.
Infrapuna-andurite tehnoloogia on viimastel aastatel üks kiiremini arenevaid tehnoloogiaid. Infrapuna-andureid on laialdaselt kasutatud lennunduses, astronoomias, meteoroloogias, sõjanduses, tööstuses ja tsiviilvaldkonnas ning muudes valdkondades, mängides asendamatut ja olulist rolli. Infrapuna on oma olemuselt elektromagnetkiirguse liik, mille lainepikkuste vahemik on umbes 0,78 m ~ 1000 m spektrivahemik, kuna see asub nähtava valguse piirkonnas väljaspool punast valgust, seega nimetatakse seda infrapunaks. Iga objekt, mille temperatuur on üle absoluutse nulli, kiirgab energiat kosmosesse infrapunavalguse kujul. Anduritehnoloogiat, mis kasutab infrapunakiirgust oluliste füüsikaliste suuruste mõõtmiseks, nimetatakse infrapunaandurite tehnoloogiaks.
Fotooniline infrapunasensor on andur, mis töötab infrapunakiirguse footoniefekti abil. Nn footoniefekt viitab sellele, et kui infrapunakiirgus langeb mõnele pooljuhtmaterjalile, siis infrapunakiirguse footonivoog interakteerub pooljuhtmaterjali elektronidega, muutes elektronide energiataset, mille tulemuseks on mitmesugused elektrilised nähtused. Pooljuhtmaterjalide elektrooniliste omaduste muutuste mõõtmise abil saab teada vastava infrapunakiirguse tugevust. Peamised footondetektorite tüübid on sisemine fotodetektor, väline fotodetektor, vaba laengukandja detektor, QWIP kvantkaevude detektor jne. Sisemised fotodetektorid jagunevad omakorda fotojuhtivaks, fotovolti genereerivaks ja fotomagnetoelektriliseks. Footondetektori peamised omadused on kõrge tundlikkus, kiire reageerimiskiirus ja kõrge reageerimissagedus, kuid puuduseks on kitsas tuvastusriba ja see töötab üldiselt madalatel temperatuuridel (kõrge tundlikkuse säilitamiseks kasutatakse footondetektori jahutamiseks madalamale töötemperatuurile sageli vedelat lämmastikku või termoelektrilist jahutust).
Infrapunaspektri tehnoloogial põhinev komponentide analüüsi instrument on keskkonnasõbralik, kiire, mittepurustav ja võrgus töötav ning on üks kiiresti arenevaid kõrgtehnoloogilisi analüütilisi tehnoloogiaid analüütilise keemia valdkonnas. Paljudel asümmeetrilistest ränivetikatest ja polüaatomitest koosnevatel gaasimolekulidel on infrapunakiirguse vahemikus vastavad neeldumisribad ning neeldumisribade lainepikkus ja neeldumistugevus on erinevad mõõdetud objektides sisalduvate erinevate molekulide tõttu. Erinevate gaasimolekulide neeldumisribade jaotuse ja neeldumistugevuse järgi saab tuvastada mõõdetud objekti gaasimolekulide koostise ja sisalduse. Infrapunagaasianalüsaatorit kasutatakse mõõdetud keskkonna kiiritamiseks infrapunavalgusega ning vastavalt erinevate molekulaarsete keskkondade infrapunase neeldumisomadustele, kasutades gaasi infrapunase neeldumisspektri omadusi spektraalanalüüsi abil, et saavutada gaasi koostise või kontsentratsiooni analüüs.
Hüdroksüül-, vee-, karbonaadi-, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH ja teiste molekulaarsete sidemete diagnostilist spektrit saab saada sihtobjekti infrapunakiirgusega ning seejärel saab mõõta ja analüüsida spektri lainepikkuse asukohta, sügavust ja laiust, et saada selle liigid, komponendid ja peamiste metallielementide suhe. Seega saab teostada tahkete keskkondade koostise analüüsi.
Postituse aeg: 04.07.2023