1. 红外：探索“不可见”的世界
1800 年，英国天文学家威·赫谢尔在温度计试验中发现了一种“不可见光线”。早期的 红外探测器研究主要是热探测器。1821 年塞贝克发现了热电效应，不久之后第一个热电 偶诞生了；1829 年诺比利构造了热电堆；1833 年梅洛尼改进了热电堆，在此后的近半 个世纪里，热电堆一直是应用最广的红外探测器。1880 年兰利制作出了测辐射热计，灵 敏度比同时代的热电堆高 30 倍，在随后 20 年的不断改进中，其灵敏度提高了近 400 倍。
在 1873 年史密斯发现光电导效应的几十年后，凯斯研制出了第一个红外光电导探 测器。约 20 世纪 30 年代起，光子探测器逐渐成为红外探测器发展的主流。1933 年硫 化铅被发现具有光电导特性，随后成为第一个在战场上得到多种应用的实用红外探测 器。1941 年，卡什曼开始关注硫化砣（Ti2S）探测器技术，随后发现其他铅盐类半导 体（PbSe 和 PbTe）也可以用来制作红外探测器。
现代红外探测器技术起源于第二次世界大战期间。红外光子技术与半导体材料科学 及光刻技术的结合，使红外探测器在 20 世纪快速发展，非本征半导体探测器、窄禁带 化合物半导体探测器、半导体红外探测器阵列、非制冷热探测器等技术相继面世。
2. 红外热像仪的原理&技术路线
2.1 红外探测器品质直接决定热像仪成像质量
红外线是太阳光线中众多不可见光线中的一种，又称红外光、红外热辐射，是波长 介乎微波与可见光之间的电磁波。温度高于绝对零度（-273℃）的任何物体都会不断地 向四周辐射红外谱线，红外线能量的大小与物体表面的温度和材料特性直接相关，温度 越高，红外线能量就越大。
按红外窗口可分为近红外、短波红外、中波红外、长波红外、甚长波红外、远红外、 亚毫米波。军民最常使用的近红外（NIR，0.76~1.1μm）、中波红外（MWIR，3-6μm）、 长波红外（LWIR，6~15μm）。
红外热像仪的工作原理。红外热像仪通过探测目标物体的红外辐射，然后经过光电 转换、处理及数字图像处理等手段，将目标物体的温度分布图像转换成视频图像。（报告来源：未来智库）
简单来说，红外图像转换成可见图像分三步进行，第一步是利用对红外辐射敏感的 红外探测器把红外辐射转变为微弱电信号，该信号的大小可以反映出红外辐射的强弱； 第二步是利用后续电路将微弱的电信号进行放大和处理，从而清晰地采集到目标物体温 度分布情况；第三步是通过图像处理软件对上述放大后的电信号进行处理，得到电子视 频信号，电视显像系统将反映目标红外辐射分布的电子视频信号在屏幕上显示出来，得 到可见图像。
红外热像仪的核心部件是用来探测、识别和感知红外辐射的红外探测器，探测器性 能直接决定了最终形成的可见图像的清晰度和灵敏度。
2.2 红外探测器的分类
根据工作原理可将红外探测器主要分为光子探测器、热探测器。根据探测器的工作 温度可以将其分为制冷型和非制冷型，其技术差异来源于探测原理的不同。热探测器材 料吸收红外辐射后产生温升，通过测量其物理性质的变化就可以测量出它吸收的能量或 功率。光子探测器吸收光子后，探测器材料的电子状态会发生改变，产生光电效应，通 过测量光电效应的大小可以测定被吸收的光子数。通常情况下，制冷型红外探测器属于 光子型，非制冷型红外探测器在探测原理上属于热式。
2.2.1 制冷探测器：性能好但成本高，多军用
制冷型红外探测器的工作温度一般在 80K～200K。低温可以降低热激发产生的载流 子，暗电流较小，从而降低探测器的噪声；制冷在一定程度上也可减少禁带宽度，从而 加大截止波长。 制冷红外探测器的常用材料有碲镉汞（MCT）、量子阱（QWIP）、锑化铟（InSb）、 二类超晶格（T2SL）四种。
制冷型红外探测器灵敏度较高，探测距离远，但由于其价格昂贵、体积大、功耗大、 结构复杂、且制冷器的寿命仅有约 10000h 等缺点，应用场合受限，更多地运用在军事 领域，如夜视侦查、精确制导和目标瞄准等。
2.2.2 非制冷探测器：性价比高，民品市场广阔
非制冷探测器可进一步分为热释电式、热电堆、微测辐射热计等。其中微测辐射热 计是一种热敏电阻型传感器，在红外辐射照射到传感器后，传感器温度升高，热敏薄膜 的阻值改变，其 NETD 主要受限于热敏材料的 1/f 噪声。微测辐射热计型探测器是目 前技术最成熟、市场占有率最高的主流非制冷红外焦平面探测器。
目前市场上大部分红外探测器都是焦平面阵列，其特点是由 M×N 个热敏单元（即 像元）排成阵列，用来接收红外辐射。微测热辐射探测器的每个热敏单元主要由 CMOS 读出电路及 MEMS 传感器两部分组成，上层的 MEMS 传感器通常使用氧化钒或非晶硅 等热敏材料制成，用于吸收红外辐射能量并将温度变化转换成电阻的变化，CMOS 读出 电路将微小的电阻变化以电信号的方式输出。CMOS 读出电路和 MEMS 传感器为多层 结构，精密复杂，其设计和生产过程难度很高，是红外探测器的核心步骤。
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