절대 영도 이상의 온도를 가진 모든 물체는 적외선 형태로 에너지를 우주 공간으로 방출합니다. 적외선을 이용하여 관련 물리량을 측정하는 감지 기술을 적외선 감지 기술이라고 합니다.
적외선 센서 기술은 최근 몇 년 동안 가장 빠르게 발전하는 기술 중 하나이며, 항공우주, 천문학, 기상학, 군사, 산업 및 민간 등 다양한 분야에서 널리 사용되어 대체 불가능한 중요한 역할을 하고 있습니다. 적외선은 본질적으로 전자기파의 일종으로, 파장 범위는 대략 0.78m에서 1000m까지이며, 가시광선 영역의 적색광 바깥쪽에 위치하기 때문에 적외선이라고 불립니다. 절대 영도 이상의 온도를 가진 모든 물체는 에너지를 적외선 형태로 우주 공간으로 방출합니다. 적외선을 이용하여 관련 물리량을 측정하는 기술을 적외선 센싱 기술이라고 합니다.
광자 적외선 센서는 적외선 복사의 광자 효과를 이용하는 센서의 일종입니다. 광자 효과란 적외선이 반도체 물질에 입사될 때, 적외선 복사 내의 광자 흐름이 반도체 물질 내의 전자와 상호작용하여 전자의 에너지 상태를 변화시키고, 이로 인해 다양한 전기적 현상이 발생하는 것을 말합니다. 반도체 물질의 전자적 특성 변화를 측정함으로써 해당 적외선 복사의 세기를 알 수 있습니다. 광자 검출기의 주요 유형으로는 내부 광검출기, 외부 광검출기, 자유 전하 검출기, QWIP 양자 우물 검출기 등이 있습니다. 내부 광검출기는 다시 광전도형, 광전 발전형, 광자기전기형으로 세분화됩니다. 광자 검출기의 주요 특징은 높은 감도, 빠른 응답 속도, 높은 응답 주파수이지만, 검출 대역이 좁고 일반적으로 저온에서 작동한다는 단점이 있습니다 (높은 감도를 유지하기 위해 액체 질소나 열전 냉각을 사용하여 광자 검출기를 낮은 작동 온도로 냉각하는 경우가 많습니다).
적외선 분광 기술 기반의 성분 분석기는 친환경적이고, 신속하며, 비파괴적이고, 온라인으로 분석이 가능하다는 특징을 가지고 있어 분석화학 분야에서 빠르게 발전하고 있는 첨단 분석 기술 중 하나입니다. 비대칭적인 이원자 및 다원자로 구성된 많은 기체 분자는 적외선 복사 대역에서 상응하는 흡수 밴드를 가지고 있으며, 측정 대상에 포함된 분자의 종류에 따라 흡수 밴드의 파장과 흡수 강도가 다릅니다. 다양한 기체 분자의 흡수 밴드 분포와 흡수 강도를 분석하여 측정 대상에 포함된 기체 분자의 조성과 함량을 확인할 수 있습니다. 적외선 가스 분석기는 측정 대상에 적외선을 조사하고, 다양한 분자 매질의 적외선 흡수 특성을 이용하여 기체의 적외선 흡수 스펙트럼 특성을 분석함으로써 기체의 조성 또는 농도를 분석합니다.
대상 물체에 적외선을 조사하면 수산화기, 물, 탄산염, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH 등의 분자 결합에 대한 진단 스펙트럼을 얻을 수 있으며, 스펙트럼의 파장 위치, 깊이 및 폭을 측정 및 분석하여 종류, 구성 성분 및 주요 금속 원소의 비율을 구할 수 있습니다. 따라서 고체 매체의 성분 분석이 가능합니다.
게시 시간: 2023년 7월 4일