Cualquier objeto con una temperatura superior al cero absoluto irradia energía al espacio exterior en forma de luz infrarroja. La tecnología de detección que utiliza la radiación infrarroja para medir magnitudes físicas relevantes se denomina tecnología de detección infrarroja.
La tecnología de sensores infrarrojos es una de las de más rápido desarrollo en los últimos años. Estos sensores se utilizan ampliamente en los sectores aeroespacial, astronómico, meteorológico, militar, industrial y civil, entre otros, desempeñando un papel fundamental e insustituible. El infrarrojo, en esencia, es un tipo de onda de radiación electromagnética cuyo rango de longitud de onda abarca aproximadamente desde 0,78 m hasta 1000 m. Debido a que se encuentra en el espectro visible, fuera de la luz roja, se denomina infrarrojo. Cualquier objeto con una temperatura superior al cero absoluto irradia energía al espacio exterior en forma de luz infrarroja. La tecnología de detección que utiliza la radiación infrarroja para medir magnitudes físicas relevantes se denomina tecnología de detección infrarroja.
El sensor infrarrojo fotónico es un tipo de sensor que funciona mediante el efecto fotónico de la radiación infrarroja. Este efecto se refiere a la interacción de los fotones de la radiación infrarroja con los electrones del material semiconductor, lo que modifica su estado energético y genera diversos fenómenos eléctricos. Al medir estos cambios en las propiedades electrónicas de los materiales semiconductores, se puede determinar la intensidad de la radiación infrarroja correspondiente. Los principales tipos de detectores de fotones son el fotodetector interno, el fotodetector externo, el detector de portadores libres, el detector de pozo cuántico QWIP, entre otros. Los fotodetectores internos se subdividen en fotoconductores, fotovoltaicos y fotomagnetoeléctricos. Las principales características de un detector de fotones son su alta sensibilidad, rápida respuesta y alta frecuencia de respuesta. Sin embargo, su desventaja radica en que su banda de detección es estrecha y generalmente funciona a bajas temperaturas (para mantener una alta sensibilidad, se suele utilizar nitrógeno líquido o refrigeración termoeléctrica para enfriar el detector a una temperatura de funcionamiento más baja).
El instrumento de análisis de componentes basado en tecnología de espectro infrarrojo se caracteriza por ser ecológico, rápido, no destructivo y en línea, y representa un rápido desarrollo de la tecnología analítica de alta tecnología en el campo de la química analítica. Numerosas moléculas de gas, compuestas por diatomeas asimétricas y poliátomos, presentan bandas de absorción correspondientes en la radiación infrarroja. La longitud de onda y la intensidad de absorción de estas bandas varían según las diferentes moléculas presentes en los objetos analizados. Según la distribución de las bandas de absorción de las distintas moléculas de gas y la intensidad de la absorción, se puede identificar la composición y el contenido de las moléculas de gas en el objeto analizado. El analizador de gases infrarrojo se utiliza para irradiar el medio analizado con luz infrarroja y, a partir de las características de absorción infrarroja de los distintos medios moleculares, mediante el análisis espectral del espectro de absorción infrarroja del gas, se logra determinar su composición o concentración.
Mediante la irradiación infrarroja del objeto de estudio, se puede obtener el espectro diagnóstico de hidroxilo, agua, carbonato, Al-OH, Mg-OH, Fe-OH y otros enlaces moleculares. Posteriormente, se miden y analizan la longitud de onda, la profundidad y el ancho del espectro para determinar su especie, componentes y la proporción de los principales elementos metálicos. De esta forma, se puede realizar el análisis de la composición de los medios sólidos.
Fecha de publicación: 4 de julio de 2023