红外辐射，是大自然中一种非常神奇的现象。大到太阳，小到飞禽走兽乃至植物动物，都会产生热量，这种热量以红外光的辐射形式产生。红外光，顾名思义，就是红光以外的光，具体定义为波长大于红光（通常认为的下限是760nm）的电磁波。通过采集自然界中的红外信息，我们可以得到很多有用的知识，例如矿产的开采、工业温度的检测等。因为红外光处于不可见光波段，因此传统的相机并不能拍到目标的红外信息，这时候就需要红外探测器大显身手啦。
光电探测器的工作原理是目标红外辐射的光子流与探测器材料相互作用，并在光敏区域产生内光电效应。因其具有灵敏度高、响应速度快的优点，使得光电探测器在农业、工业领域中得到广泛应用。
红外探测器就是使用能对红外波段的光产生光电响应的材料制成的探测器，通过红外光的辐照，探测器本身根据工作原理的不同可分为光伏型传感器电流和光导型传感器。
光伏红外探测器，通过红外光的辐照，内部的材料会产生光生电子和空穴，它们在材料中定向移动，会形成一个稳定的內建电场，这个稳定的内电场势垒，就是我们所要提取的光电响应信号，通过电信号和数字信号的转换，我们就可以获得目标的红外辐射信息啦，比如辐射的功率密度等。从而可以分辨出目标是属于什么类型，比如动物还是植物。
光导型红外探测器跟光伏探测器的区别呢，主要就是它是通过材料内部电子空穴移动的光电流来得到红外辐射信息的。因为光导型红外探测器的材料载流子迁移率是随着光照强度的变化而变化的。所以它是通过电力来反推出目标的红外辐射信息。
通常我们使用做红外传感的材料有Pbs、HgCdTe等。目前科学家更青睐于使用HgCdTe材料，因为它的组分结构可以通过加工工艺改变。组分改变之后，就可以根据目标的需要来生产适用于特定波段的红外探测器了。而且由于HgCdTe材料可以适应于一个比较广的红外光谱范围，并且响应效率也比较高。因此它的应用还是比较广的。但是也有一定的缺陷哦，那就是随着环境温度的改变，它的性能比较不稳定，并且有可能因为温度的改变发生热分解，产生Hg原子空位，限制了它的使用。而且由于加工工艺的困难和集成电路的制约，因此它的非线性效应也比较明显，这些都是困扰科学家的难题。
之前的HgCdTe红外探测器，会有着比较明显的噪声干扰，导致影响使用，而且分辨率较低。随着HgCdTe外延薄膜技术的进步，现在已经可以制造出分辨率更高的探测器，从最初的4×288线元探测器，现在已经可以生产长波640×480、中波2048×2048、短波4096×4096、双色/双波段1280×720像素的探测器啦。
这里值得一提的是双色和多色探测器，是通过生产工艺，在材料内形成不同波长的响应区，每个响应区的响应波段不同，且不会互相干扰。这样就可以大大增加红外探测器的使用范围，现在最优秀的HgCdTe红外探测器已经可以覆盖3um-20um的红外辐射啦。
怎么样，我们红外探测器还是很厉害的吧，上面只是介绍了我们家族的一员，其实还有InAs/GaSb二类SLS红外光电探测器、QWIPS量子阱红外探测器等很多的家族成员，他们采用的材料不同，但大体都是应用光电效应来捕捉物体的红外信息的，以后有机会再慢慢介绍给大家吧。
相信在不远的未来，我们家族还会继续壮大的哦，那个时候人类的生活一定会更加便捷和美好。
作者：科学岛研究生科创协会