Detectores infrarrojos: Funcionamiento, tipos y aplicaciones

Todos los objetos emiten luz infrarroja en el espectro electromagnético, invisible para el ojo humano en condiciones normales. Cuanto más caliente es un objeto, más radiación infrarroja emite. Detectar y analizar esta radiación proporciona datos valiosos que no se pueden obtener de otras formas ni en otras áreas del espectro. La radiación infrarroja se puede leer al convertirla de radiación simple a una forma medible y transformable en imagen reconocible.

Lectura de infrarrojos

Prácticamente todas las aplicaciones de detectores que leen radiación infrarroja dependen de la imagen térmica. Usando el array del plano focal de una cámara (un sensor óptico), el infrarrojo puede leerse mediante telescopio, cámara o espectrómetro. El array del plano focal es sensible a un rango específico de longitudes de onda y cada píxel infrarrojo se lee mediante el sensor óptico.

Funcionamiento del sensor

El sensor está compuesto de un material cristalino que produce carga eléctrica al exponerse al calor generado por la radiación infrarroja. A medida que la radiación que contacta el cristal cambia, el sensor lee y mide los cambios. Contiene un dispositivo altamente sensible que interpreta la radiación en un amplio rango. Un filtro elimina radiación extraña, permitiendo enfocarse en el infrarrojo confinado a un tramo específico del espectro electromagnético.

Tipos de detectores

Hay dos tipos principales: detectores de fotones y detectores térmicos. El detector de fotones mide corriente eléctrica en un semiconductor creada por fotones absorbidos. Los detectores térmicos también leen fotones, pero en lugar de corriente fotoeléctrica, miden aumentos de temperatura por absorción de fotones y cambios en propiedades del material.

Ventajas y desventajas

Detectores de fotones: Alta tasa de detección, fácil calibración para todo el espectro infrarrojo, respuesta rápida, excelentes resultados teóricos y experimentales, propiedades materiales excepcionales. Desventajas: dificultades de procesamiento y altos costos operativos.

Detectores térmicos: Bajo costo, amplio rango de sensibilidad, portabilidad, robustez, fiabilidad, facilidad de uso, tiempo de respuesta suficiente para muchos requerimientos de imagen. Desventajas: respuesta más lenta y menor capacidad de detección que los de fotones.

Aplicaciones

Los detectores infrarrojos permiten detectar personas y animales en oscuridad total, identificar fallos en estructuras, y mejorar visibilidad en niebla o humo denso. Fuerzas del orden, militares, bomberos y otros los usan rutinariamente.