中波紅外光電探測器(MWIR)是一種在3～5μm波段工作的紅外探測器，其核心原理基于光電效應和熱電效應，能夠?qū)⒛繕宋矬w發(fā)出的紅外輻射轉(zhuǎn)化為可測量的電信號，具備高靈敏度、高分辨率和晝夜工作能力，廣泛應用于軍事、安防、工業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等領域。
 

　　中波紅外光電探測器的工作原理主要基于光電效應和熱電效應：
 

　　光電效應：當目標物體發(fā)出的MWIR光子(波長3～5μm)照射到探測器材料(如銻化銦InSb、碲鎘汞HgCdTe)時，光子能量被材料吸收。若光子能量大于材料禁帶寬度，材料中的電子從價帶躍遷至導帶，形成電子-空穴對(載流子)。這些載流子在探測器內(nèi)部電場作用下定向移動，形成光電流。通過測量光電流大小，可反推入射光子數(shù)量，進而得到目標物體的紅外輻射強度。
 

　　熱電效應：探測器材料吸收紅外輻射后，分子振動加劇，材料溫度升高。熱敏材料(如氧化釩VO?、非晶硅)的電阻隨溫度變化(如VO?電阻隨溫度升高而降低)，通過惠斯通電橋電路將溫度變化轉(zhuǎn)化為電壓信號，經(jīng)放大后生成熱圖像。
 

　　中波紅外光電探測器常用的材料包括：
 

　　銻化銦(InSb)：具有高量子效率(優(yōu)質(zhì)探測器可達80%以上)，適用于高響應速度和高靈敏度場景，如軍事偵察、自動駕駛。
 

　　碲鎘汞(HgCdTe)：通過調(diào)整Cd組分可靈活調(diào)整禁帶寬度，覆蓋3～5μm波段，具有高靈敏度和寬波段響應特點，支持快照模式、積分模式等功能。
 

　　量子阱探測器(QWIP)：基于量子效應實現(xiàn)紅外探測，具有特定波段響應優(yōu)勢。
 

　　中波紅外光電探測器具備以下性能優(yōu)勢：
 

　　高靈敏度：能夠響應微弱紅外輻射，捕捉更多細節(jié)信息。
 

　　高分辨率：通過優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)(如像元尺寸縮小至10μm以下)和材料選擇，實現(xiàn)高分辨率成像，提供寬廣視野與高視場覆蓋率。
 

　　晝夜工作能力：中波紅外輻射在晝夜均存在，探測器可全天候監(jiān)測，不受光照條件限制。
 

　　抗干擾能力強：能穿透煙、塵、霧等障礙物，在復雜環(huán)境中保持穩(wěn)定工作性能。
 

　　環(huán)境適應性強：可在各種天氣條件下正常工作，不受光線、霧霾等因素影響。