實驗室分析儀器--紅外光譜儀的檢測器分類及原理分析
紫外-可見分光光度計中所用的光電管或光電倍增管不適用于紅外區，因為紅外區光子能量較低，不足以引起光電子發射。目前常用的紅外檢測器是真空熱電偶、熱釋電檢測器和碲鎘汞檢測器。前兩種可用于色散型儀器，后兩種在傅里葉變換紅外光譜儀中多見。
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1）真空熱電偶
真空熱電偶檢測器是將兩種不同的金屬絲焊成兩個接點，接受輻射的端多焊接在涂黑金箔上，作為熱接點，另一端連有金屬導線作為冷點(通常為室溫)。為了提高靈敏度和減少熱傳導的損失，將熱電偶封于真空度約為7×10-7Pa的腔體內。在腔體上對著涂黑的金箔開一小窗，窗口用紅外透光材料如KBr，CsI，KRS-5等制成。當紅外輻射通過窗口射到涂黑的金箔上時，熱點溫度上升，與冷接點之間產生溫差電勢，于是回路中有電流通過，而電流的大小則隨照射的紅外光的強度而變化。
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2）熱釋電檢測器
熱釋電檢測器是用硫酸三甘肽(NH2CH2COOH)3H2SO4(簡稱TGS)的單晶薄片作為檢測元件。TGS是鐵電體，在一定溫度(其居里點49℃)以下能產生很大的極化效應，其極化強度與溫度有關，溫度升高，極化強度降低。將TGS薄片正面真空鍍鉻(半透明，能透過紅外光)，背面鍍金，形成兩電極。當紅外光照射時，引起溫度升高，使其極化度改變，表面電荷減少，相當于因熱而“釋放”了部分電荷(熱釋電因此而得名)，通過外部連接的電路測量電流的變化可實現檢測。電流的大小與晶體的表面積、極化度隨溫度變化的速率成正比。當熱電材料的溫度升至某一特定值時，極化會消失，此溫度稱為居里點。熱電檢測器的特點是響應速率很快，可以跟蹤干涉儀隨時間的變化，實現高速掃描。故被用于傅里葉變換紅外光譜儀中。目前使用最廣泛的晶體材料是氘代硫酸三甘肽(DTGS)，居里點溫度62℃，熱電系數小于TGS。
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3）碲鎘汞檢測器(MCT)
碲鎘汞檢測器的檢測元件由半導體碲化鎘和碲化汞混合制成。將其置于非導電的玻璃表面密閉于真空艙內。吸收輻射后非導電性的價電子躍遷至高能量的導電帶，從而降低了半導體的電阻，產生信號。該檢測器用于中紅外(MIR)區及遠紅外(FR)區，MCT檢測器需要在液氮溫度(77K)下工作以降低噪聲。MCT的靈敏度高于TGS，響應速率快適合于快速掃描測量，在FTIR和GC-FTIR儀器中獲得廣泛應用。
