Tipos de detectores de imagen térmica: MCT, InSb, Microbolómetros y QWIP

Todo objeto emite radiación electromagnética. La longitud de onda depende de la temperatura. El Sol (5.000 K) emite radiación con pico a 550 nm (espectro visible). Objetos más fríos (aviones, coches, cuerpos humanos) emiten en longitudes mayores, pico alrededor de 8-9 µm. Los imagers térmicos nos permiten ver estas longitudes invisibles.

El Espectro Infrarrojo

Las ondas electromagnéticas cubren espectro desde rayos gamma (alta energía) hasta ondas de radio (baja energía). La energía depende de la longitud de onda. Rayos gamma: ~0,01 nm. Ondas de radio: metros. Entre medias: infrarrojo cercano, medio y lejano. Medio y lejano cubren ~2 µm a ~100 µm.

MCT (Mercurio-Cadmio-Telururo)

Semiconductor sensible a radiación de 5-12 µm. Corazón de la región "infrarrojo térmico" (longitudes emitidas por personas, edificios, coches). La mayoría de detectores MCT necesitan enfriamiento criogénico (nitrógeno líquido o enfriador mecánico). Muy sensibles, pero caros y vida útil corta.

InSb (Antimoniuro de Indio)

Otro semiconductor sensible a infrarrojo medio y lejano. Usado comúnmente en banda 3-5 µm. En esta banda, la diferencia de señal entre escape de coche y cuerpo humano es grande, requiriendo ajustar rango dinámico del detector. Para óptimo rendimiento, elegir entre alta ganancia (objetivos fríos) o ganancia baja (evitar saturación por objetivos calientes). A menudo operan "sin enfriar" (no criogénico), lo que los hace más baratos y fiables que MCT.

Microbolómetros

Dispositivos de silicio que miden cambio de temperatura por radiación absorbida. Un cuadrado fino de silicio se aísla térmicamente suspendiéndolo en micro-postes sobre microcircuito de lectura. Cambio de temperatura es por radiación que golpea el cuadrado, no por conducción. Cambian resistencia con temperatura. Teóricamente sensibles a toda radiación, pero diseñados con filtro para limitar respuesta a región espectral (ej. 7-14 µm). Operan sin enfriar (como InSb) o sin ningún enfriamiento. Menos caros que fotodiodos, imaginen mismas escenas con sensibilidad ligeramente menor.

QWIP (Detectores Fotónicos de Pozo Cuántico)

Diseñados para ventana muy estrecha de sensibilidad energética. Fabricados con muchas capas finas de semiconductor (arseniuro de galio). La delgadez crea estructura confinada (pozo cuántico) que absorbe solo rango estrecho de energía. Apilando capas ligeramente diferentes, dan información espectral detallada por píxel. Como objetos a dada temperatura tienen ratio específico de longitudes de onda, QWIPs dan más información de temperatura de escena que otras tecnologías, pero a mayor precio. Tecnología relativamente nueva, requieren temperaturas criogénicas.