Klassifikatsiooni järgi võib infrapunaandurid jagada soojusanduriteks ja footonanduriteks.

Soojusandur

Termodetektor kasutab detektorelementi infrapunakiirguse neelamiseks, et tekitada temperatuuri tõus, millega kaasnevad muutused teatud füüsikalistes omadustes. Nende füüsikaliste omaduste muutuste mõõtmine võib mõõta energiat või võimsust, mida see neelab. Konkreetne protsess on järgmine: Esimene samm on infrapunakiirguse neelamine termilise detektori poolt, et põhjustada temperatuuri tõusu; teine ​​samm on kasutada termodetektori mõningaid temperatuuriefekte, et muuta temperatuuri tõus elektrienergia muutuseks. Tavaliselt kasutatakse nelja tüüpi füüsikaliste omaduste muutusi: termistori tüüp, termopaari tüüp, püroelektriline tüüp ja Gaolai pneumaatiline tüüp.

# Termistori tüüp

Pärast seda, kui kuumustundlik materjal neelab infrapunakiirgust, tõuseb temperatuur ja takistuse väärtus muutub. Takistuse muutuse suurus on võrdeline neeldunud infrapunakiirguse energiaga. Infrapunadetektoreid, mis on valmistatud takistuse muutmisega pärast seda, kui aine neelab infrapunakiirgust, nimetatakse termistoriteks. Soojuskiirguse mõõtmiseks kasutatakse sageli termistoreid. Termistore on kahte tüüpi: metall ja pooljuht.

R(T)=AT-CeD/T

R(T): takistuse väärtus; T: temperatuur; A, C, D: konstandid, mis varieeruvad olenevalt materjalist.

Metallist termistoril on positiivne temperatuuritakistustegur ja selle absoluutväärtus on väiksem kui pooljuhil. Takistuse ja temperatuuri suhe on põhimõtteliselt lineaarne ja sellel on tugev kõrge temperatuuritaluvus. Seda kasutatakse enamasti temperatuuri simulatsiooni mõõtmiseks;

Pooljuhttermistorid on just vastupidised, neid kasutatakse kiirguse tuvastamiseks, näiteks häireteks, tulekaitsesüsteemideks ning termiliste radiaatorite otsimiseks ja jälgimiseks.

# Termopaari tüüp

Termopaar, mida nimetatakse ka termopaariks, on varaseim termoelektriline tuvastusseade ja selle tööpõhimõte on püroelektriline efekt. Kahest erinevast juhimaterjalist koosnev ristmik võib tekitada ristmikul elektromotoorjõudu. Kiirgust vastuvõtva termopaari otsa nimetatakse kuumaks ja teist otsa nimetatakse külmaks otsaks. Nn termoelektriline efekt, st kui need kaks erinevat juhtmaterjali on ühendatud ahelasse, siis kui temperatuur kahes ühenduskohas on erinev, tekib ahelas vool.

Neeldumisteguri parandamiseks paigaldatakse kuumale otsale must kuldfoolium, mis moodustab termopaari materjali, mis võib olla metall või pooljuht. Struktuur võib olla kas joon- või ribakujuline üksus või õhuke kile, mis on valmistatud vaakum-sadestamise tehnoloogia või fotolitograafia tehnoloogia abil. Entity tüüpi termopaare kasutatakse enamasti temperatuuri mõõtmiseks ja õhukese kile tüüpi termopaare (koosnevad paljudest järjestikku asetsevatest termopaaridest) kiirguse mõõtmiseks.

Termopaari tüüpi infrapunadetektori ajakonstant on suhteliselt suur, seega on reaktsiooniaeg suhteliselt pikk ja dünaamilised omadused suhteliselt halvad. Kiirguse muutuse sagedus põhjaküljel peaks üldjuhul jääma alla 10HZ. Praktilistes rakendustes ühendatakse sageli mitu termopaari järjestikku, et moodustada infrapunakiirguse intensiivsust tuvastav termopaar.

# Püroelektriline tüüp

Püroelektrilised infrapunadetektorid on valmistatud püroelektrilistest kristallidest või polarisatsiooniga ferroelektrilistest elementidest. Püroelektriline kristall on omamoodi piesoelektriline kristall, millel on mittetsentrosümmeetriline struktuur. Looduslikus olekus positiivsed ja negatiivsed laengukeskused teatud suundades ei lange kokku ning kristalli pinnale tekib teatud hulk polariseeritud laenguid, mida nimetatakse spontaanseks polarisatsiooniks. Kui kristalli temperatuur muutub, võib see põhjustada kristalli positiivsete ja negatiivsete laengute keskpunkti nihkumist, mistõttu muutub vastavalt ka polarisatsioonilaeng pinnal. Tavaliselt püüab selle pind atmosfääris ujuvad laengud ja säilitab elektrilise tasakaaluoleku. Kui ferroelektriku pind on elektrilises tasakaalus, kui selle pinnale kiiritatakse infrapunakiired, tõuseb ferroelektriku (lehe) temperatuur kiiresti, polarisatsiooni intensiivsus langeb kiiresti ja seotud laeng väheneb järsult; samal ajal kui pinnal ujuv laeng muutub aeglaselt. Sisemises ferroelektrilises kehas muutusi ei toimu.

Temperatuurimuutusest põhjustatud polarisatsiooni intensiivsuse muutumisest väga lühikese aja jooksul pinnale taas elektrilise tasakaaluseisundini tekivad ferroelektriku pinnale üleliigsed ujuvad laengud, mis on võrdväärne osa laengu vabastamisega. Seda nähtust nimetatakse püroelektriliseks efektiks. Kuna vabal laengul kulub palju aega, et pinnale seotud laengu neutraliseerida, kulub selleks rohkem kui paar sekundit ja kristalli spontaanse polarisatsiooni lõõgastusaeg on väga lühike, umbes 10-12 sekundit, seega püroelektrilised kristallid võivad reageerida kiiretele temperatuurimuutustele.

# Gaolai pneumaatiline tüüp

Kui gaas neelab infrapunakiirgust teatud mahu säilitamise tingimustes, tõuseb temperatuur ja rõhk tõuseb. Rõhu suurenemise suurus on võrdeline neeldunud infrapunakiirguse võimsusega, seega saab mõõta neeldunud infrapunakiirguse võimsust. Ülaltoodud põhimõtete järgi valmistatud infrapunadetektoreid nimetatakse gaasidetektoriteks ja Gao Lai toru on tüüpiline gaasidetektor.

Footoniandur

Footon-infrapunadetektorid kasutavad teatud pooljuhtmaterjale, et tekitada infrapunakiirguse kiiritamisel fotoelektrilisi efekte, et muuta materjalide elektrilisi omadusi. Elektriliste omaduste muutusi mõõtes saab määrata infrapunakiirguse intensiivsust. Fotoelektrilise efekti abil valmistatud infrapunadetektoreid nimetatakse ühiselt footonidetektoriteks. Peamised omadused on kõrge tundlikkus, kiire reageerimiskiirus ja kõrge reageerimissagedus. Kuid üldiselt peab see töötama madalatel temperatuuridel ja tuvastusriba on suhteliselt kitsas.

Footondetektori tööpõhimõtte kohaselt võib selle üldiselt jagada väliseks fotodetektoriks ja sisemiseks fotodetektoriks. Sisemised fotodetektorid jagunevad fotojuhtivateks detektoriteks, fotogalvaanilisteks detektoriteks ja fotomagnetoelektrilisteks detektoriteks.

# Väline fotodetektor (PE-seade)

Kui valgus langeb teatud metallide, metallioksiidide või pooljuhtide pinnale, võib pind kiirata elektrone, kui footoni energia on piisavalt suur. Seda nähtust nimetatakse ühiselt fotoelektronide emissiooniks, mis kuulub välise fotoelektrilise efekti hulka. Seda tüüpi footonidetektorite hulka kuuluvad fototorud ja fotokordisti torud. Reageerimiskiirus on kiire ja samal ajal on fotokordisti torutootel väga kõrge võimendus, mida saab kasutada ühe footoni mõõtmiseks, kuid lainepikkuse vahemik on suhteliselt kitsas ja pikim on ainult 1700 nm.

# Fotojuhtiv detektor

Kui pooljuht neelab langevaid footoneid, muutuvad mõned elektronid ja augud pooljuhis mittejuhtivast olekust vabasse olekusse, mis suudab elektrit juhtida, suurendades seeläbi pooljuhi juhtivust. Seda nähtust nimetatakse fotojuhtivuse efektiks. Infrapunadetektoreid, mis on valmistatud pooljuhtide fotojuhtivast efektist, nimetatakse fotojuhtivateks detektoriteks. Praegu on see kõige laialdasemalt kasutatav footonidetektori tüüp.

# Fotogalvaaniline detektor (PU-seade)

Infrapunakiirguse kiiritamisel teatud pooljuhtmaterjali struktuuride PN-siirdele liiguvad PN-siirde elektrivälja toimel P-piirkonna vabad elektronid N-alasse ja N-piirkonna augud P ala. Kui PN-siirde on avatud, tekib PN-siirde mõlemas otsas täiendav elektripotentsiaal, mida nimetatakse fotoelektromotoorjõuks. Fotoelektromotoorjõu efekti abil valmistatud detektoreid nimetatakse fotogalvaanilisteks detektoriteks või ristmik-infrapunadetektoriteks.

# Optiline magnetoelektriline detektor

Proovile rakendatakse külgsuunas magnetväli. Kui pooljuhi pind neelab footoneid, hajuvad tekkivad elektronid ja augud kehasse. Difusiooniprotsessi ajal on elektronid ja augud külgmise magnetvälja mõju tõttu proovi mõlemasse otsa nihutatud. Mõlema otsa vahel on potentsiaalide erinevus. Seda nähtust nimetatakse optomagnetoelektriliseks efektiks. Fotomagnetoelektrilise efektiga detektoreid nimetatakse fotomagnetoelektrilisteks detektoriteks (nimetatakse PEM-seadmeteks).