โมเมนตัมการพัฒนาเซ็นเซอร์อินฟราเรดดี

วัตถุใดๆ ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์สัมบูรณ์จะแผ่พลังงานออกสู่อวกาศในรูปแบบของแสงอินฟราเรด เทคโนโลยีการตรวจจับที่ใช้รังสีอินฟราเรดเพื่อวัดปริมาณทางกายภาพที่เกี่ยวข้องเรียกว่าเทคโนโลยีการตรวจจับอินฟราเรด

เทคโนโลยีเซ็นเซอร์อินฟราเรดเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีที่พัฒนาอย่างรวดเร็วที่สุดในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เซ็นเซอร์อินฟราเรดถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในสาขาการบินและอวกาศ ดาราศาสตร์ อุตุนิยมวิทยา การทหาร อุตสาหกรรม พลเรือน และสาขาอื่นๆ ซึ่งมีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งยวด อินฟราเรดเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่มีความยาวคลื่นอยู่ในช่วงประมาณ 0.78-1,000 เมตร เนื่องจากอยู่ในแสงที่มองเห็นได้นอกเหนือแสงสีแดง จึงเรียกว่าอินฟราเรด วัตถุใดๆ ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าศูนย์องศาสัมบูรณ์จะแผ่พลังงานออกสู่อวกาศในรูปแบบของแสงอินฟราเรด เทคโนโลยีการตรวจจับที่ใช้รังสีอินฟราเรดเพื่อวัดปริมาณทางกายภาพที่เกี่ยวข้อง เรียกว่าเทคโนโลยีการตรวจจับอินฟราเรด

เซ็นเซอร์อินฟราเรดโฟตอนเป็นเซ็นเซอร์ชนิดหนึ่งที่ทำงานโดยใช้ปรากฏการณ์โฟตอนของรังสีอินฟราเรด ปรากฏการณ์โฟตอนนี้หมายถึงเมื่อเกิดการตกกระทบของรังสีอินฟราเรดบนวัสดุเซมิคอนดักเตอร์บางชนิด การไหลของโฟตอนในรังสีอินฟราเรดจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนในวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ ทำให้สถานะพลังงานของอิเล็กตรอนเปลี่ยนแปลง ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าต่างๆ การวัดการเปลี่ยนแปลงสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ของวัสดุเซมิคอนดักเตอร์จะช่วยให้คุณทราบถึงความแรงของรังสีอินฟราเรดที่เกี่ยวข้อง เครื่องตรวจจับโฟตอนมีหลายประเภท ได้แก่ เครื่องตรวจจับโฟตอนภายใน เครื่องตรวจจับโฟตอนภายนอก เครื่องตรวจจับพาหะอิสระ เครื่องตรวจจับควอนตัมเวลล์ QWIP และอื่นๆ เครื่องตรวจจับโฟตอนภายในยังแบ่งย่อยได้อีกเป็นประเภทโฟโตคอนดักเตอร์ ประเภทโฟโตโวลต์เจนเนอริก และประเภทโฟโตแมกนีโตอิเล็กทริก คุณลักษณะหลักของเครื่องตรวจจับโฟตอนคือความไวสูง ความเร็วในการตอบสนองที่รวดเร็ว และความถี่ในการตอบสนองที่สูง แต่ข้อเสียคือแบนด์การตรวจจับจะแคบ และโดยทั่วไปจะทำงานที่อุณหภูมิต่ำ (เพื่อรักษาความไวสูง มักใช้ไนโตรเจนเหลวหรือเครื่องทำความเย็นเทอร์โมอิเล็กทริกเพื่อทำความเย็นเครื่องตรวจจับโฟตอนให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิการทำงานที่ต่ำกว่า)

เครื่องมือวิเคราะห์ส่วนประกอบที่ใช้เทคโนโลยีสเปกตรัมอินฟราเรดนี้มีคุณสมบัติเด่นคือ เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม รวดเร็ว ไม่ทำลาย และทำงานแบบออนไลน์ และเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีการวิเคราะห์ขั้นสูงที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วในสาขาเคมีวิเคราะห์ โมเลกุลของก๊าซหลายชนิดที่ประกอบด้วยไดอะตอมและโพลีอะตอมแบบอสมมาตรจะมีแถบดูดกลืนที่สอดคล้องกันในแถบรังสีอินฟราเรด และความยาวคลื่นและความแรงของการดูดกลืนของแถบดูดกลืนจะแตกต่างกันเนื่องจากโมเลกุลที่แตกต่างกันในวัตถุที่วัด สามารถระบุองค์ประกอบและปริมาณของโมเลกุลก๊าซในวัตถุที่วัดได้จากการกระจายตัวของแถบดูดกลืนของโมเลกุลก๊าซต่างๆ และความแข็งแรงของการดูดกลืน เครื่องวิเคราะห์ก๊าซอินฟราเรดใช้ในการฉายรังสีอินฟราเรดไปยังตัวกลางที่วัด และตามคุณสมบัติการดูดกลืนอินฟราเรดของตัวกลางโมเลกุลต่างๆ โดยใช้คุณสมบัติสเปกตรัมดูดกลืนอินฟราเรดของก๊าซ ผ่านการวิเคราะห์สเปกตรัม เพื่อให้ได้องค์ประกอบหรือความเข้มข้นของก๊าซ

สเปกตรัมวินิจฉัยของไฮดรอกซิล น้ำ คาร์บอเนต Al-OH, Mg-OH, Fe-OH และพันธะโมเลกุลอื่นๆ สามารถทำได้โดยการฉายรังสีอินฟราเรดไปยังวัตถุเป้าหมาย จากนั้นจึงวัดตำแหน่งความยาวคลื่น ความลึก และความกว้างของสเปกตรัมและวิเคราะห์เพื่อหาชนิด ส่วนประกอบ และอัตราส่วนของธาตุโลหะหลัก ดังนั้นจึงสามารถวิเคราะห์องค์ประกอบของตัวกลางของแข็งได้