Detector fotoelétrico infravermelho de onda média(MWIR) é um detector de infravermelho que trabalha na banda de 3 a 5 μm, cujo princípio básico é baseado no efeito fotoelétrico e no efeito termoelétrico, capaz de converter a radiação infravermelha emitida pelo objeto alvo em sinais elétricos mensuráveis, com alta sensibilidade, alta resolução e capacidade de trabalho diurno e nocturno, amplamente utilizado em áreas militares, de segurança, industriais, monitoramento ambiental e outras.
Detector fotoelétrico infravermelho de onda médiaO princípio de funcionamento é baseado principalmente no efeito fotoelétrico e no efeito termoelétrico:
Efeito fotoelétrico: Quando o fotão MWIR emitido pelo objeto alvo (comprimento de onda de 3 a 5 μm) é irradiado para o material do detector (como antimóreto de índio InSb, mercúrio de cadmio HgCdTe), a energia do fotão é absorvida pelo material. Se a energia do fóton é maior do que a largura da banda proibida do material, os elétrons do material saltam da faixa de preço para a faixa condutora, formando um par elétron-buraco (portador). Estes transportadores se movem diretamente sob o efeito do campo elétrico dentro do detector, formando uma corrente fotoelétrica. Medindo o tamanho da corrente óptica, o número de fotões pode ser empurrado para obter a intensidade da radiação infravermelha do objeto alvo.
Efeito termoelétrico: após o material do detector absorver a radiação infravermelha, a vibração molecular aumenta e a temperatura do material aumenta. A resistência de materiais sensíveis ao calor (por exemplo, óxido de vanádio VOA, silício não cristalino) varia com a temperatura (por exemplo, a resistência VOA diminui com o aumento da temperatura), e a mudança de temperatura é convertida em sinais de tensão através do circuito de ponte de Whiston, que geram imagens térmicas após amplificação.
Os materiais comuns para detectores fotoelétricos de infravermelho de onda média incluem:
Antimoneto de Índio (InSb): com alta eficiência quântica (detectores de alta qualidade de até 80% ou mais) para alta velocidade de resposta e cenários de alta sensibilidade, como reconhecimento militar, condução autônoma.
HgCdTe: ajustando o componente Cd, pode ajustar flexibilmente a largura de banda proibida, cobrindo a banda de 3 a 5 μm, com alta sensibilidade e características de resposta de banda larga, suportando o modo instantâneo, modo integral e outras funções.
Detector de armadilha quântica (QWIP): Detecção infravermelha baseada em efeitos quânticos com vantagens de resposta de banda específica.
O detector fotoelétrico infravermelho de onda média apresenta as seguintes vantagens de desempenho:
Alta sensibilidade: Capaz de responder à radiação infravermelha fraca para capturar informações mais detalhadas.
Alta resolução: obtenha imagens de alta resolução, otimizando a estrutura do dispositivo (por exemplo, reduzindo o tamanho da imagem para abaixo de 10 μm) e a seleção de materiais, oferecendo amplo campo de visão e alta cobertura de campo de visão.
Capacidade de trabalho diurno e nocturno: a radiação infravermelha de onda média está presente durante o dia e a noite, o detector pode ser monitorado durante todo o tempo, sem restrições de condições de luz.
Forte capacidade anti-interferência: pode penetrar em obstáculos como fumaça, poeira e névoa para manter um desempenho estável em ambientes complexos.
Forte adaptabilidade ambiental: pode trabalhar normalmente em várias condições climáticas, sem ser afetado por fatores como luz, névoa e outros.