最早的红外探测器就是赫胥尔用于发现红外线的水银温度计。在以后的100年中,所有的红外探测器都是热感应的,入射到吸收层的辐射使该层变热,转而使与吸收器相接触的热敏材料变热,就可通过热敏材料特性的变化测得入射辐射功率。由这种热电效应发明了多种热电探测器,如热电偶和热电堆、金属和半导体的热敏电阻测辐射热计。起初多数热探测器是在环境温度下工作,但其电性能在低温下变化更快,因此导致了冷却的热探测器的出现。
19世纪末,科学家在硒中第一次观察到光电导现象,但是由于半导体科学理论研究的滞后,一直到20世纪40年代以前,红外光子探测器的制造并未得到很快的发展。在普朗克提出黑体辐射理论后,由量子力学基础上发展了统计物理学和半导体的能带理论,直接推动了红外技术的发展。科学家发现：入射光子能量可与半导体内电子的能态起作用,会释放载流子增加电子,或是获得光生电动势,且有一个明确的截止波长,它决定于在某一种材料中释放载流子所需的能量,所以光子探测器的特性与材料密切相关,这就是光子探测器的物理基矗最初的光子探测器是用蒸发或化学淀积的薄膜制成,主要材料为PbS,PbTe,PbSe等,多是中短波探测器。50年代,应用半导体掺杂技术,在Ge和Si半导体中,有选择的掺入具有各种激活能的杂质,制作出响应超过100µm的光子探测器。另一个重要进展是,利用冶金工艺来合成新的化合物半导体,例如InSb和GaAs等,可以制作各种波长的单晶光子探测器。1958年,英国皇家信号与雷达研究所的劳森等人发明了HgCdTe三元化合物,由其制成的红外探测器灵敏度高,重复性好,其响应波长可以在合成材料过程中人工调控。这一发明大大促进了红外热成像技术的发展,直到今天,HgCdTe仍然是最理想的热成像探测器材料。
红外成像技术始于20世纪30年代,它利用处于高真空的碱金属或半导体光阴极,将红外辐射转换为电子辐射,再通过荧光屏使电子图像转换为人眼能看到的光学图像。但由于其灵敏度低,早期在使用红外变像管观察时,必须有红外辐射装置“主动”照射目标。在第二次世界大战末期,德国和美国在战场上开始使用这种主动红外夜视仪。由于它存在隐蔽性差,装置笨重等缺点,又相继发展了微光像增强技术和被动红外热成像技术。被动红外热成像技术是将目标/背景的红外辐射由红外探测器进行光电信号转换,经过信号处理,在显示器上显示可见图象的技术。它反映了当今红外技术和光电成像技术的最新成就。二次世界大战后,1964年,美国德克萨斯仪器公司为美军提供了第一台军用红外热成像系统,之后,出现了多种军用热成像系统,并在近几十年的地区局部冲突中,从越南战争、马岛之战、海湾战争,到前南冲突都显示出了其巨大的优越性。
不可否认,军事应用是红外技术发展的主要动力,但目前国际上市场越来越转向国民经济的各个领域,从工业检测、医学诊断到卫星遥感都在应用红外热成像技术。六十年代中期,瑞典AGEMA公司研制出第一套工业用的实时成像系统,该系统由液氮制冷,110V电源电压供电,重约35公斤,1988年推出的全功能测温热像仪,将温度的测量,修改、分析、图像采集,存储合于一体,重量小于7公斤,仪器的功能,精度和可*性都得到了显著的提高。九十年代中期,美国一些公司首先将非制冷焦平面技术成功应用于民用热像仪开发,研制成功新一代的红外测温热像仪,技术性能更加先进,现场测温时只需对准目标摄取图像,并将上述信息存储到机内的PC卡上,即完成全部操作,各种参数的设定可回到室内用软件进行修改和分析数据,最后直接得出检测报告,由于技术的进步,仪器重量已小于2公斤,使用中如同手持摄像机一样,可方便地进行操作。
由于红外测温技术对保证电力安全生产和提高供电可*性方面取得了显著的效果,同时,其经济效益十分可观,据美国有关应用部门统计,利用红外技术检测电力设备的投入产出比达到1：9以上,所以目前国外的一些电力部门应用已很广泛。在工业发达的国家更是普遍推广使用,应用范围也从最初的电气设备和电力线路开始扩大到发电厂等有关方面。1990年,国际大电网会议(CIGBE)上,对红外诊断技术给予了足够的重视和充分的肯定。1993年,美国动力会议上,底特律爱迪生公司和伊利诺依州电力公司都分别介绍了在架空线路和变电站,发电厂中应用红外热像技术检测电力设备的最新经验,红外诊断技术已成为电力设备上方监测,普查、及时发现隐患,及时抢修杜绝恶性突发性设备事故的一种手段。国内,1975年由上海引进了第一套AGEMA公司的红外热像仪,这在当时是国内最先进的红外测温热像仪,应用后,取得了很大的经济效益,打开了AGEMA公司的中国市常八十年代初,电力系统结合500KV平武工程在电力工业中首次引进三套瑞典AGEMA公司生产的红外热像仪。应用后,大大提高了电力设备探测、诊断的技术水平。
国内研究开发红外技术的应用,起始于五十年代后期,开始发展红外技术主要是为国防事业服务,经过几十年的努力,在军事应用和高科技领域取得了令人瞩目的成就,随着改革开放形势的深入发展,我国军用方面的红外技术开始向民用方面辐射,至目前,民用国产红外热像仪的研制,开发和生产,已处于不断的完善和提高之中,特别是随着电子技术的高速发展和国外先进技术的引进,国产红外热像仪在仪器的技术功能,测温精度及实用性、可*性等方面,都取得了较大的改进和提高,部分指标已经达到世界先进水平。
国内研究开发红外技术的应用,起始于五十年代后期,开始发展红外技术主要是为国防事业服务,经过几十年的努力,在军事应用和高科技领域取得了令人瞩目的成就,随着改革开放形势的深入发展,我国军用方面的红外技术开始向民用方面辐射,至目前,民用国产红外热像仪的研制,开发和生产,已处于不断的完善和提高之中,特别是随着电子技术的高速发展和国外先进技术的引进,国产红外热像仪在仪器的技术功能,测温精度及实用性、可*性等方面,都取得了较大的改进和提高,部分指标已经达到世界先进水平。