Mikä tahansa absoluuttisen nollapisteen yläpuolella oleva kappale säteilee energiaa avaruuteen infrapunavalon muodossa. Tunnistustekniikkaa, joka käyttää infrapunasäteilyä merkityksellisten fysikaalisten suureiden mittaamiseen, kutsutaan infrapuna-anturitekniikaksi.
Infrapuna-anturiteknologia on yksi nopeimmin kehittyvistä teknologioista viime vuosina. Infrapuna-anturia on käytetty laajalti ilmailu- ja avaruustekniikassa, tähtitieteessä, meteorologiassa, sotilas-, teollisuus- ja siviili- sekä muilla aloilla, ja sillä on korvaamaton ja tärkeä rooli. Infrapuna on pohjimmiltaan sähkömagneettinen säteilyaalto, jonka aallonpituusalue on noin 0,78 m ~ 1000 m, koska se sijaitsee näkyvän valon punaisen valon ulkopuolella, joten sitä kutsutaan infrapunaksi. Mikä tahansa absoluuttisen nollapisteen yläpuolella oleva kohde säteilee energiaa avaruuteen infrapunavalon muodossa. Anturiteknologiaa, joka käyttää infrapunasäteilyä merkityksellisten fysikaalisten suureiden mittaamiseen, kutsutaan infrapuna-anturiteknologiaksi.
Fotoninen infrapuna-anturi on anturityyppi, joka toimii hyödyntämällä infrapunasäteilyn fotonivaikutusta. Niin kutsuttu fotonivaikutus viittaa siihen, että kun infrapunasäteily osuu johonkin puolijohdemateriaaliin, infrapunasäteilyn fotonivirtaus vuorovaikuttaa puolijohdemateriaalin elektronien kanssa, mikä muuttaa elektronien energiatilaa ja johtaa erilaisiin sähköisiin ilmiöihin. Mittaamalla puolijohdemateriaalien elektronisten ominaisuuksien muutoksia voidaan tietää vastaavan infrapunasäteilyn voimakkuus. Fotonidetektorien päätyyppejä ovat sisäiset fotodetektorit, ulkoiset fotodetektorit, vapaan varauksenkuljettajan ilmaisimet, QWIP-kvanttikuoppailmaisimet ja niin edelleen. Sisäiset fotodetektorit jaetaan edelleen fotojohtaviin, fotovoltteja generoiviin ja fotomagnetoelektrisiin tyyppeihin. Fotonidetektorin pääominaisuuksia ovat korkea herkkyys, nopea vasteaika ja korkea vastetaajuus, mutta haittapuolena on kapea havaitsemiskaista ja se toimii yleensä matalissa lämpötiloissa (korkean herkkyyden ylläpitämiseksi fotonidetektorin jäähdyttämiseen alempaan käyttölämpötilaan käytetään usein nestemäistä typpeä tai termoelektristä jäähdytystä).
Infrapunaspektriteknologiaan perustuva komponenttianalyysilaite on vihreä, nopea, rikkomaton ja online-kelpoinen, ja se on yksi analyyttisen kemian alan nopeimmin kehittyneistä huipputeknologisista analyyttisistä teknologioista. Monilla epäsymmetrisistä piilevistä ja polyatomeista koostuvilla kaasumolekyyleillä on vastaavat absorptiovyöhykkeet infrapunasäteilyalueella, ja absorptiovyöhykkeiden aallonpituus ja absorptiovoimakkuus vaihtelevat mitattavissa kohteissa olevien eri molekyylien vuoksi. Eri kaasumolekyylien absorptiovyöhykkeiden jakautumisen ja absorptiovoimakkuuden perusteella voidaan tunnistaa mitattavan kohteen kaasumolekyylien koostumus ja pitoisuus. Infrapunakaasuanalysaattoria käytetään mitattavan väliaineen säteilyttämiseen infrapunavalolla, ja eri molekyyliväliaineiden infrapunaabsorptio-ominaisuuksien perusteella kaasun infrapunaabsorptiospektrin ominaisuuksia käytetään spektrianalyysin avulla kaasun koostumuksen tai pitoisuuden analysointiin.
Hydroksyylin, veden, karbonaatin, Al-OH:n, Mg-OH:n, Fe-OH:n ja muiden molekyylisidosten diagnostinen spektri voidaan saada kohdeobjektin infrapunasäteilytyksellä, ja sitten spektrin aallonpituuden sijainti, syvyys ja leveys voidaan mitata ja analysoida sen lajien, komponenttien ja tärkeimpien metallien suhteiden määrittämiseksi. Näin voidaan toteuttaa kiinteiden aineiden koostumusanalyysi.
Julkaisun aika: 04.07.2023