红外探测器的核心技术解析

2020年当之无愧“红”透全球的产品就属各类抗疫测温仪器（例如：额温枪、耳温枪、热像仪），其中最核心的器件便是红外探测器，需求巅峰时“一颗难求”、“价格冲天”，更有人炒作成期货。从本质上看，红外探测是一种辐射能转换技术，可将接收到的红外辐射能转换为便于测量或观察的电能、热能等其它形式的能量。根据能量转换方式，红外探测器通常分为热探测器（热阻效应、热伏效应、热气动效应、热释电效应）和光子探测器（光生伏特效应、光电导效应、光电磁效应、光发射效应）两大类。我们常见的测温仪器、安防监控、执法搜救等民用产品均采用热探测器——包括微测辐射热计、热电堆、热释电等类型。相较于光子探测器，热探测器具有价格便宜、尺寸小巧、无需制冷、技术成熟等优势。

红外-可见光探测器及成像示例（来源：麦姆斯咨询）

若问在众多类型的红外探测器之中，2020年“爆款”数谁？热电堆当仁不让！受新冠病毒疫情影响，集成单点热电堆探测器的额温枪以其安全、便捷、高精度等优势，已成为日常工作和生活的“标配”。而将红外测温功能集成到智能手机，也成为众多厂商瞄准的商机。今年6月，华为发布了全球首款集成热电堆传感器的智能手机：荣耀Play4 Pro红外测温版，有望掀起“随时随地”测温热潮。此外，红外探测器厂商积极布局热电堆阵列技术，期望拓展更加广阔的应用空间：以空调、照明、安防为代表的智能家居，以客流统计、行为分析为代表的智慧零售……热电堆产业热潮吸引了国家智能传感器创新中心、上海微技术工研院、烨映电子、森霸传感、炜盛科技、西人马、创芯海微、敏芯股份、芯奥微、慧闻科技等数十家企业投入其中。
 

荣耀Play4 Pro红外测温版集成热电堆探测器，猜测是迈来芯（Melexis）MLX90632

当面对机场、地铁站、火车站等人流密集区域的大规模防疫测温需求时，集成微测辐射热计探测器的热像仪“威力”尽显。这一类应用场景对测温速度、测温规模、测温精度以及在线识别、预警和记录均有较高要求，只有热像仪才能“达标”。以高德红外、大立科技、睿创微纳、海康微影为代表的微测辐射热计领先企业均在疫情中有突出贡献。在汽车电子领域，以微测辐射热计为主导的热成像传感器突破了汽车夜视“识人难”的僵局，有望推动自动驾驶的发展进程。在智能手机领域，2020年7月，卡特彼勒（CAT）推出新款坚固耐用的三防智能手机：S62 Pro，集成FLIR热成像摄像头Lepton，相比上一代产品大幅提升了热成像分辨率。在机器人领域，“无人机+热像仪”也上了今年红外产业的热搜榜，成为远程测温、消防搜救、巡检运维甚至科学研究的“小能手”。
 

卡特彼勒（CAT）S62 Pro手机集成FLIR热成像摄像头Lepton

除了上述热探测器，光子探测器也是红外家族中的重要成员，包括碲镉汞探测器、量子阱探测器、超晶格探测器等。光子探测器在光谱响应选择性、响应速度、灵敏度等方面具有优势，受到航天航空和军事国防等高端领域的青睐，例如，我国将光子探测器搭载于风云系列气象卫星和“天问一号”火星探测器，各国也将光子探测器应用于制导、火控、瞄准、侦察和监视等军事领域。但是，由于中长波红外光子探测器的制备难度大、造价昂贵、体积庞大，鲜少在商业领域出现。

为了满足广大红外从业人员对知识的渴求，麦姆斯咨询特此开设《第26期“见微知著”培训课程：红外探测器核心技术》，主要针对长波和中波红外光谱来解析其核心探测器。我们邀请到在红外探测器领域中拥有丰富实践经验的知名企业家、技术负责人、著名高校和研究所专家，为大家带来一场知识盛宴。