Les capteurs infrarouges (IR) peuvent être globalement classés en deux grandes catégories en fonction de leur mécanisme de détection :
1. Détecteurs thermiques
Ces capteurs fonctionnent en absorbant le rayonnement infrarouge, ce qui provoque une variation de température de l'élément détecteur. Cette variation de température induit alors une modification mesurable d'une propriété physique du matériau (comme la tension, la résistance ou la capacité). Ils présentent généralement une large réponse spectrale (sensibles à une large gamme de longueurs d'onde infrarouges) mais leur temps de réponse est généralement plus long que celui des détecteurs quantiques.
- Capteurs pyroélectriques : Détecter les variations de température par effet pyroélectrique, en générant une tension. Il s'agit de la catégorie capteurs pyroélectriques appartenir à.
- Capteurs à thermopile : Ils sont constitués de plusieurs thermocouples connectés en série ou en parallèle. Le rayonnement infrarouge absorbé crée une différence de température, générant une tension par effet Seebeck.
- Bolomètres/Microbolomètres : Mesure de la variation de la résistance électrique d'un matériau en fonction de sa température, due à l'absorption du rayonnement infrarouge. Couramment utilisé dans les caméras thermiques.
2. Détecteurs quantiques (ou de photons)
Les détecteurs quantiques fonctionnent grâce à l'interaction directe des photons infrarouges incidents avec les électrons du matériau semi-conducteur du détecteur. Cette interaction excite les électrons, générant des porteurs de charge libres (paires électron-trou) qui sont ensuite détectés sous forme de variation de courant ou de tension. Ces détecteurs offrent généralement des temps de réponse beaucoup plus rapides et une sensibilité plus élevée que les détecteurs thermiques, mais leur réponse spectrale est généralement limitée à des gammes de longueurs d'onde spécifiques et ils nécessitent souvent un refroidissement pour un fonctionnement optimal, notamment pour les grandes longueurs d'onde.
- Détecteurs photovoltaïques (photodiodes) : Générer une tension lorsque des photons créent des paires électron-trou à proximité d'une jonction pn.
- Détecteurs photoconducteurs : Leur résistance électrique se modifie lorsque les photons absorbés génèrent des porteurs de charge libres.
- Détecteurs photoémissifs : Émettre des électrons à partir d'un matériau de photocathode lorsqu'il est frappé par des photons suffisamment énergétiques (moins courant dans la gamme IR typique).
Par conséquent, les deux types fondamentaux sont les détecteurs thermiques et les détecteurs quantiques, qui se distinguent selon qu'ils réagissent à l'effet de chauffage du rayonnement infrarouge ou à l'interaction quantique des photons individuels.