Према класификацији, инфрацрвени сензори се могу поделити на термичке сензоре и фотонске сензоре.

Термални сензор

Термални детектор користи елемент за детекцију да апсорбује инфрацрвено зрачење да би произвео пораст температуре, а затим праћен променама у одређеним физичким својствима. Мерење промена у овим физичким својствима може мерити енергију или снагу коју апсорбује. Специфичан процес је следећи: Први корак је апсорбовање инфрацрвеног зрачења од стране термалног детектора да изазове пораст температуре; други корак је коришћење неких температурних ефеката термичког детектора за претварање пораста температуре у промену електричне енергије. Постоје четири типа промена физичких својстава које се обично користе: тип термистора, тип термоелемента, пироелектрични тип и Гаолаи пнеуматски тип.

# Тип термистора

Након што материјал осетљив на топлоту апсорбује инфрацрвено зрачење, температура расте и вредност отпора се мења. Величина промене отпора је пропорционална апсорбованој енергији инфрацрвеног зрачења. Инфрацрвени детектори направљени променом отпора након што супстанца апсорбује инфрацрвено зрачење називају се термистори. Термистори се често користе за мерење топлотног зрачења. Постоје две врсте термистора: метални и полупроводнички.

Р(Т)=АТ-ЦеД/Т

Р(Т): вредност отпора; Т: температура; А, Ц, Д: константе које варирају у зависности од материјала.

Метални термистор има позитиван температурни коефицијент отпора, а његова апсолутна вредност је мања од оне код полупроводника. Однос између отпора и температуре је у основи линеаран и има јаку отпорност на високе температуре. Углавном се користи за мерење симулације температуре;

Полупроводнички термистори су управо супротни, користе се за детекцију зрачења, као што су аларми, системи за заштиту од пожара и претраживање и праћење термичких радијатора.

# Тип термоелемента

Термопар, који се назива и термоелемент, је најранији уређај за термоелектричну детекцију, а његов принцип рада је пироелектрични ефекат. Спој састављен од два различита материјала проводника може да генерише електромоторну силу на споју. Крај термоелемента који прима зрачење назива се врући крај, а други крај се назива хладни крај. Такозвани термоелектрични ефекат, односно ако су ова два различита проводничка материјала повезана у петљу, када је температура на два споја различита, струја ће се генерисати у петљи.

Да би се побољшао коефицијент апсорпције, на врући крај се поставља фолија црног злата како би се формирао материјал термоелемента, који може бити метал или полупроводник. Структура може бити или линија или тракаста целина, или танак филм направљен технологијом вакуумског таложења или технологијом фотолитографије. Термопарови типа ентитета се углавном користе за мерење температуре, а танкослојни термопарови (који се састоје од много серијских термопарова) се углавном користе за мерење зрачења.

Временска константа инфрацрвеног детектора типа термопар је релативно велика, тако да је време одзива релативно дуго, а динамичке карактеристике релативно лоше. Фреквенција промене зрачења на северној страни би генерално требало да буде испод 10 Хз. У практичним применама, неколико термопарова је често повезано у серију како би се формирао термоелемент за детекцију интензитета инфрацрвеног зрачења.

# Пироелектрични тип

Пироелектрични инфрацрвени детектори су направљени од пироелектричних кристала или „фероелектрика“ са поларизацијом. Пироелектрични кристал је врста пиезоелектричног кристала, који има нецентросиметричну структуру. У природном стању, позитивни и негативни центри наелектрисања се не поклапају у одређеним правцима, а на површини кристала се формира одређена количина поларизованих наелектрисања, што се назива спонтана поларизација. Када се температура кристала промени, то може проузроковати померање центра позитивних и негативних наелектрисања кристала, тако да се поларизациони набој на површини мења у складу са тим. Обично његова површина хвата лебдеће наелектрисање у атмосфери и одржава стање електричне равнотеже. Када је површина фероелектрика у електричној равнотежи, када се инфрацрвени зраци зраче на његову површину, температура фероелектрика (лима) брзо расте, интензитет поларизације брзо опада, а везани набој нагло опада; док се плутајуће пуњење на површини споро мења. Нема промене у унутрашњем фероелектричном телу.

За врло кратко време од промене интензитета поларизације изазване променом температуре до поново електричног равнотежног стања на површини, на површини фероелектрика се појављују сувишни лебдећи набоји, што је еквивалентно ослобађању дела наелектрисања. Овај феномен се назива пироелектрични ефекат. Пошто је потребно доста времена да слободно наелектрисање неутралише везани набој на површини, потребно је више од неколико секунди, а време релаксације спонтане поларизације кристала је веома кратко, око 10-12 секунди, тако да пироелектрични кристал може да реагује на брзе промене температуре.

# Гаолаи пнеуматски тип

Када гас апсорбује инфрацрвено зрачење под условом одржавања одређене запремине, температура ће се повећати, а притисак ће се повећати. Величина повећања притиска је пропорционална апсорбованој снази инфрацрвеног зрачења, тако да се апсорбована снага инфрацрвеног зрачења може мерити. Инфрацрвени детектори направљени према горе наведеним принципима називају се гасни детектори, а Гао Лаи цев је типичан детектор гаса.

Фотонски сензор

Фотонски инфрацрвени детектори користе одређене полупроводничке материјале да би произвели фотоелектричне ефекте под зрачењем инфрацрвеног зрачења да би променили електрична својства материјала. Мерењем промена електричних својстава може се одредити интензитет инфрацрвеног зрачења. Инфрацрвени детектори направљени фотоелектричним ефектом се заједнички називају фотонски детектори. Главне карактеристике су висока осетљивост, велика брзина одзива и висока фреквенција одзива. Али генерално треба да ради на ниским температурама, а опсег детекције је релативно узак.

Према принципу рада фотонског детектора, може се генерално поделити на екстерни фотодетектор и унутрашњи фотодетектор. Интерни фотодетектори се деле на фотокондуктивне детекторе, фотонапонске детекторе и фотомагнетоелектричне детекторе.

# Екстерни фотодетектор (ПЕ уређај)

Када светлост пада на површину одређених метала, металних оксида или полупроводника, ако је енергија фотона довољно велика, површина може емитовати електроне. Овај феномен се заједнички назива фотоелектронска емисија, која припада спољашњем фотоелектричном ефекту. Овом типу фотонских детектора припадају фотоцеви и фотоумноживачке цеви. Брзина одзива је велика, а у исто време, производ фотомултипликатора има веома висок добитак, који се може користити за мерење једног фотона, али опсег таласних дужина је релативно узак, а најдужи је само 1700нм.

# Фотокондуктивни детектор

Када полупроводник апсорбује упадне фотоне, неки електрони и рупе у полупроводнику прелазе из непроводног стања у слободно стање које може да спроводи електрицитет, чиме се повећава проводљивост полупроводника. Овај феномен се назива ефекат фотопроводљивости. Инфрацрвени детектори направљени фотокондуктивним ефектом полупроводника називају се фотокондуктивни детектори. Тренутно је то најраспрострањенији тип фотонског детектора.

# Фотонапонски детектор (ПУ уређај)

Када се инфрацрвено зрачење озрачи на ПН спој одређених структура полупроводничког материјала, под дејством електричног поља у ПН споју, слободни електрони у П области се померају у Н област, а рупе у Н области се крећу у П област. Ако је ПН спој отворен, на оба краја ПН споја се генерише додатни електрични потенцијал који се назива фото-електромоторна сила. Детектори направљени коришћењем ефекта фото електромоторне силе називају се фотонапонски детектори или спојни инфрацрвени детектори.

# Оптички магнетоелектрични детектор

Магнетно поље се примењује бочно на узорак. Када површина полупроводника апсорбује фотоне, генерисани електрони и рупе се дифундују у тело. Током процеса дифузије, електрони и рупе су померени на оба краја узорка због ефекта бочног магнетног поља. Постоји потенцијална разлика између оба краја. Овај феномен се назива опто-магнетоелектрични ефекат. Детектори направљени од фото-магнетоелектричног ефекта називају се фото-магнето-електрични детектори (који се називају ПЕМ уређаји).