外線，實(shí)質(zhì)上是一種電磁輻射波，其波長(zhǎng)范圍大致在0.78μm～1000μm頻譜范圍內(nèi)，因其是位于可見(jiàn)光中紅光以外的光線，故而得名為紅外線。 

任何溫度高于零度的物體，都會(huì)向外部空間以紅外線的方式輻射能量。利用紅外輻射實(shí)現(xiàn)相關(guān)物理量測(cè)量的傳感技術(shù)，即為紅外傳感技術(shù)。紅外傳感技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展zui快的技術(shù)之一，紅外傳感器目前已廣泛應(yīng)用于航空航天、天文、氣象、軍事、工業(yè)和民用等眾多領(lǐng)域，起著不可替代的重要作用。 

按檢測(cè)機(jī)理不同，通常將紅外傳感器分為熱式和光子式（也稱量子式）兩大類。熱式是利用紅外輻射的熱效應(yīng)，即當(dāng)熱式傳感器的敏感元件吸收所入射的紅外輻射后，其溫度隨之變化，進(jìn)而使敏感元件的相關(guān)物理參數(shù)發(fā)生相應(yīng)變化，通過(guò)對(duì)這些物理參數(shù)及其變化的測(cè)量就可確定傳感器所吸收的紅外輻射量。熱式傳感器主要優(yōu)點(diǎn)是：響應(yīng)波段達(dá)整個(gè)紅外區(qū)域，可以在常溫下工作，輕便可靠，成本較低，使用簡(jiǎn)單方便等。但其不足之處是響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)（ms級(jí)），靈敏度較低，一般用于低頻調(diào)制的場(chǎng)合。常用的熱式紅外傳感器類型主要有熱敏電阻/(微)輻射熱計(jì)型、熱電偶/熱電堆型、高萊氣動(dòng)型和熱釋電型等。其中，熱釋電型的敏感元件通常采用具有熱釋電效應(yīng)的晶體材料，具有檢測(cè)效率zui高，頻率響應(yīng)zui寬，能探測(cè)輻射信號(hào)的快速變化等顯著優(yōu)點(diǎn)，故該類傳感器發(fā)展較快，應(yīng)用范圍也較廣。 

光子式紅外傳感器是利用紅外輻射的光子效應(yīng)而進(jìn)行工作的傳感器。所謂光子效應(yīng)，是指當(dāng)有紅外線入射到某些半導(dǎo)體材料上時(shí)，紅外輻射中的光子流與半導(dǎo)體材料中的電子相互作用，改變了電子的能量狀態(tài)，從而引起各種電學(xué)現(xiàn)象。通過(guò)測(cè)量半導(dǎo)體材料中電子性質(zhì)的變化，就可以知道相應(yīng)紅外輻射的強(qiáng)弱。光子探測(cè)器類型主要有內(nèi)光電探測(cè)器、外光電探測(cè)器、自由載流子式探測(cè)器、QWIP量子阱式探測(cè)器等。內(nèi)光電探測(cè)器又細(xì)分為光電導(dǎo)型、光生伏特型和光磁電等類型。光子探測(cè)器的主要特點(diǎn)是靈敏度高、響應(yīng)速度快，具有較高的響應(yīng)頻率，但缺點(diǎn)是探測(cè)波段較窄，一般工作于低溫（為保持高靈敏度，常采用液氮或溫差電制冷等方式，將光子探測(cè)器冷卻至較低的工作溫度）。 

按照紅外傳感器應(yīng)用功能、場(chǎng)所的不同，大體可將其應(yīng)用分成以下幾類： 

（1）輻射量、光譜測(cè)量：該類測(cè)量?jī)x器用途廣泛，如基于中紅外輻射測(cè)量的地面輻射強(qiáng)度計(jì)，可用于如變暖等的氣候變化觀察；基于遠(yuǎn)紅外輻射測(cè)量的紅外空間望遠(yuǎn)鏡，可用于宇宙天體天文觀察；配帶紅外光譜掃描輻射儀的氣象衛(wèi)星，可實(shí)現(xiàn)對(duì)云層等的氣象觀察分析。在工礦企業(yè)中，應(yīng)用較多的是基于輻射量測(cè)量的紅外溫度計(jì)和基于紅外光譜測(cè)量的紅外分析儀。 

按照斯蒂芬-玻爾茲曼定律，物體紅外輻射的強(qiáng)度與物體的溫度和輻射率相關(guān)。依此制成的紅外溫度計(jì)，屬比較*的測(cè)溫方法，具有諸多優(yōu)點(diǎn)：適用于遠(yuǎn)距離和非接觸測(cè)量，可以測(cè)量高速運(yùn)動(dòng)物體、帶電物體、腐蝕介質(zhì)、高溫或高壓物體或介質(zhì)的溫度；因其測(cè)量不需要熱平衡過(guò)程，故其響應(yīng)速度快，一般在毫秒級(jí)，甚至微秒級(jí)；因?yàn)槲矬w紅外輻射的強(qiáng)度與物體溫度的四次方成正比，因而物體溫度微小變化，都會(huì)引起輻射能量成倍變化，因而其測(cè)溫靈敏度高；由于測(cè)量的非接觸性，故不會(huì)破壞實(shí)測(cè)對(duì)象原先溫度場(chǎng)分布狀況，因而其測(cè)出溫度失真較??；可以測(cè)量從攝氏零下幾十度到零上幾千度的溫度，因而其測(cè)溫范圍非常廣泛。美國(guó)LumaSense技術(shù)公司所生產(chǎn)的基于紅外溫度傳感器的IS 6和IGA 6系列數(shù)字高溫計(jì)，溫度測(cè)量上限：IS達(dá)3000℃，IGA達(dá)2500℃；光譜范圍：IS為0.7μm～1.1μm，IGA為1.45μm～1.8μm響應(yīng)時(shí)間快達(dá)120μs，功耗zui大不超過(guò)3W，重量?jī)H有0.6kg。 

基于紅外光譜技術(shù)的成分分析儀表，具有“綠色、快速、非破壞、在線”等特點(diǎn)，是分析化學(xué)領(lǐng)域迅猛發(fā)展的高新分析技術(shù)之一。許多由非對(duì)稱雙原子和多原子所構(gòu)成的氣體分子，在紅外輻射波段都有相應(yīng)的吸收帶，且因其被測(cè)對(duì)象所含分子的不同，吸收帶所在的波長(zhǎng)和吸收的強(qiáng)弱也不相同。根據(jù)各類氣體分子吸收帶分布情況及吸收的強(qiáng)弱，可以識(shí)別出被測(cè)對(duì)象中所含氣體分子的組成及含量。紅外氣體分析儀即是采用紅外光照射被測(cè)介質(zhì)，并根據(jù)各類分子介質(zhì)的紅外吸收特性，利用氣體的紅外吸收光譜特征，通過(guò)對(duì)光譜分析而實(shí)現(xiàn)氣體組分或濃度分析的。日本橫河電機(jī)所生產(chǎn)的IR400型紅外氣體分析儀，該分析儀采用單光源雙光柱、NDIR非色散紅外測(cè)量法，實(shí)現(xiàn)NO、SO2 、CO、CO2 和CH4四種氣體成分的同時(shí)和連續(xù)測(cè)量。其線性度達(dá)±1%滿量程，重復(fù)性為±0.5%滿量程，響應(yīng)時(shí)間為60s。 

利用近紅外光譜對(duì)羥基、水、碳酸鹽以及Al-OH、Mg-OH 和Fe-OH 等分子鍵非常敏感的特性，通過(guò)對(duì)目標(biāo)對(duì)象的紅外照射來(lái)獲得其診斷性光譜，然后對(duì)光譜波長(zhǎng)位置、深度和寬度進(jìn)行測(cè)量分析，即可獲取其種屬、組分和主要金屬元素比值等，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)固體等介質(zhì)的成分分析。澳大利亞Integrated Spectronics公司生產(chǎn)的PIMA光柵掃描型光譜儀，即是此類典型的用于研究野外巖石礦物的種類、豐度、成分的便攜式近紅外光譜分析儀，其波長(zhǎng)范圍為1.3μm～2.5μm，光譜取樣間距2nm，信噪比1/3500～1/4500，對(duì)于樣品和參考物有32個(gè)識(shí)別級(jí)別，外形大小27cm ×17cm×12cm，重量?jī)H只有4kg。 

搜索和跟蹤系統(tǒng)：是基于目標(biāo)所發(fā)出的處于紅外光譜范圍內(nèi)的電磁輻射波，來(lái)搜索和跟蹤紅外目標(biāo)，確定其空間位置，并對(duì)其運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行跟蹤的系統(tǒng)。紅外搜索跟蹤器的圖像品質(zhì)取決于與像素大小和像素?cái)?shù)量相關(guān)的空間分辨率。也就是說(shuō)，若儀器像素?cái)?shù)越高，像素尺寸越小，則其顯示的圖像越清晰，可搜索的距離則越遠(yuǎn)。擅長(zhǎng)基于MCT（碲鎘汞）冷卻紅外檢測(cè)器技術(shù)的法國(guó)Sofradir公司，近期推出了高性能的基于10μm像距MWIR中紅外的IRST紅外搜索和跟蹤系統(tǒng)，可用于飛行員或士兵不論白天還是夜晚，即使是在煙或霧環(huán)境下，仍能有效識(shí)別、分辨、定位遠(yuǎn)達(dá)10km以外的小目標(biāo)。