¿Cómo funciona un detector de infrarrojos?

Un detector de infrarrojos es un detector que reacciona a la radiación infrarroja (IR). Los dos tipos principales de detectores son térmicos y fotónicos (fotodetectores).

Los efectos térmicos de la radiación IR incidente pueden ir seguidos de muchos fenómenos dependientes de la temperatura. Los bolómetros y microbolómetros se basan en variaciones de resistencia. Los termopares y termoelementos utilizan el efecto termoeléctrico. Las células de Golay siguen la expansión térmica. Los detectores piroeléctricos son los más comunes en los espectrómetros de infrarrojos.

El tiempo de respuesta y la sensibilidad de los detectores de fotones pueden ser mucho mayores, pero normalmente hay que enfriarlos para reducir el ruido térmico. Los materiales que contienen son semiconductores con intervalos de banda estrechos. El accidente de los fotones IR puede provocar excitación electrónica. En los detectores fotoconductores se controla la resistividad del elemento detector. Los detectores fotovoltaicos contienen una unión p-n en la que se muestra la corriente fotoeléctrica en la iluminación.

Infrarrojos o simplemente Infrarrojos o IR es una radiación electromagnética (EMR) con longitudes de onda más largas que la luz visible, y por tanto es invisible, aunque a veces se la denomina luz infrarroja genérica. Se extiende desde el radio nominal rojo del espectro visible de 700 nanómetros (frecuencia 430 THz) hasta 1 milímetro (300 GHz) (aunque los láseres de pulso especiales permiten detectar radiación IR hasta 1050 nm). EMR, los IR transportan energía radiante y se comportan como una onda y como una partícula cuántica, el fotón.

El infrarrojo fue descubierto en 1800 por el astrónomo Sir William Herschel, quien descubrió un tipo de radiación invisible en el espectro de energía más bajo en comparación con la luz roja por su efecto en un termómetro. Más de la mitad de la energía solar total ha llegado a la Tierra en forma de infrarrojos. El equilibrio entre la radiación infrarroja absorbida y emitida tiene un efecto crítico en el clima de la Tierra.

La radiación infrarroja es emitida o absorbida por las moléculas cuando cambia sus movimientos vibratorios giratorios. Excita los modos de vibración en una molécula al cambiar el momento dipolar, lo que lo convierte en un rango de frecuencia útil para estudiar estos estados energéticos para las moléculas con la simetría correcta. La espectroscopia infrarroja examina la absorción y transmisión de fotones en infrarrojo.

La radiación infrarroja se utiliza en aplicaciones industriales, científicas y médicas. Los dispositivos de visión nocturna que utilizan iluminación infrarroja cercana permiten observar a personas o animales sin que el observador sea detectado. La astronomía infrarroja utiliza telescopios basados ​​en sensores para penetrar áreas polvorientas del espacio, como nubes moleculares, detectar objetos como planetas y ver objetos que han estado temblando de rojo desde los primeros días del universo. Las cámaras infrarrojas se utilizan para detectar la pérdida de calor en sistemas aislados, observar cambios en el torrente sanguíneo de la piel y detectar el sobrecalentamiento de dispositivos eléctricos.

Las imágenes térmicas infrarrojas se utilizan ampliamente con fines militares y civiles. Las aplicaciones militares incluyen adquisición de objetivos, vigilancia, visión nocturna, adaptación y seguimiento. Las personas con temperatura corporal normal irradian principalmente en longitudes de onda de alrededor de 10 μm (micrómetros).

Los usos no militares incluyen análisis de eficiencia térmica, monitoreo ambiental, inspecciones de instalaciones industriales, detección remota de temperatura, comunicación inalámbrica de corta distancia, espectroscopia y pronóstico del tiempo.

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