1. [센서 응용] 적외선 센서/감지기 ☞ 광 센서 참조
※ 적외선 센서는, 크게 다음 2개 유형으로 구분됨
ㅇ 광양자적 검출 형태 (Photon Detector) : 광자 검출
- 광의 입자성에 의한 광전 변환 원리로 측정
. 광 전자 방출형 (Photo-emissive Detector)
. 광 전도형/도전형 (Photo-conductor)
. 광 기전력형 (Photo-voltaic Detector)
* 응답 속도 빠름. 냉각 필요
* 검출 원리 ☞ 광전 효과 (Photoelectric Effect) 참조
ㅇ 열 검출기 형태 (Thermal Detector) : 파동 검출
- 광의 입자성 보다는 복사에너지의 열적 흡수 효과에 따른 물리적 변화에 의해 측정
. 열전대 검출기 : 금속 접합부에서 온도(열 전위) 변화에 따른 저항 변화 이용
. 볼로미터 : 복사열에 의한 금속에서의 온도 변화에 따른 저항 변화 이용
. 열저항형
.. 서미스터 (Thermistor) : 반도체 재료에서 온도 변화에 따른 저항 변화 특성을 이용
.. RTD (Resistance Temperature Detector) : 금속 재료의 온도 저항 특성을 이용
* 응답 속도가 느림. 냉각 불필요. 효율이 낮음
ㅇ 응용
- 수동 적외선 센서 (Passive Infrared Sensor, PIR 센서)
. 보안 분야에서, 열 적외선 방출하는 사람,동물 등의 인접 접근을 감지 (10 ㎛ 부근)
2. [열화상 응용] 적외선 열화상 (Infrared Thermal Imaging, Thermography) 분석 기술
ㅇ 적외선 열화상 카메라 (IR Camera) 이란?
- 적외선 파장대역 복사를 색 형태의 영상으로 변환하는 장치
- 주요 구성 : 적외선 광학계, 적외선 감지기, 신호처리 회로부, 재현 장치 등
ㅇ 열화상용 주요 파장대역
- 장 파장 영역 (LW) : 7~14 ㎛ (때론, 8~14 ㎛)
- 중 파장 영역 (MW) : 3~5 ㎛ (때론, 2~5 ㎛)
- 단 파장 영역 (SW) : 0.9~1.7 ㎛ (때론, 0.8~2 ㎛) (상업용으로 많이 사용)
* 열화상용으로, 물체 반사가 많지 않고, 주변 물체에서 방사가 지배적인 파장대역을 사용
ㅇ 열화상용 파장대역의 선택
- 복사에너지의 양, 센서의 물리적 특성, 대기의 투과 특성 등을 고려
ㅇ 감도 특성 파라미터
- 주로, NETD (Noise Equivalent Temperature Difference)가 사용됨
ㅇ 응용 : 비파괴검사, 상태진단, 예측 정비, 공정/건축 분야 에너지 절감, 가스 검출,
야간 투시경 등
- 대부분 대상체의 표면 온도를 측정 (섭씨 영하 수 도에서 수백 도 정도)
- 야간 투시경 : 어둠 속에서 열이 있는 물체를 볼 수 있도록한 것
3. [통신 응용]
ㅇ 광통신
- 광섬유 내 850, 1310, 1550 nm 등 광통신 파장대역에서 응용되어짐
ㅇ 적외선 통신
- 공기 중 850~900 nm 파장대역 사용
- 적외선 리모컨 응용 : TV,VTR,오디오,에어컨,선풍기 등의 리모컨 제어
- 특징
. 근거리, 정해진 각도 내에서 만 사용
. 구조 간단 및 생산 단가가 낮음
- 주파수대역 : GaAs 940 nm 파장대의 적외선에 38 kHz 또는 57 MHz 변조 주파수대역을 사용
- 변조 방식 : PPM(Pulse Position Modulation)
- 송신 신호 포멧 : 리더 코드 + 커스텀 코드 + 데이터 코드 + 리피트 코드
- 표준 규격 : IrDA
4. [적외선 재료/렌즈]
ㅇ 투명 재료
- 유리는, 빛에 대해 투명하지만,
- 적외선 영역에서의 투명한 적외선용 렌즈 재료로는,
. Ge,Si,ZnS,ZnSe 등이 쓰임 (이들은 가시광선 영역에서 불투명함)