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IR-Gerätetechnik

Pyroelektrische Detektoren

Pyroelektrische Detektoren basieren auf der Grundlage des pyroelektrischen Effektes. Die Detektoren bestehen aus ferroelektrischen Kristallen oder Keramiken mit unsymmetrischem Kristallaufbau. Aufgrund dieser Unsymmetrie besitzen solche Materialien ein elektrisches Dipolmoment und damit eine permanente Polarisation. Bei Erwärmung dieser Materialien durch infrarote Strahlung verändern sich die Abstände im Kristallgitter und damit auch die Dipolmomente und die Polarisation. Dadurch entstehen Ladungen auf der Oberfläche, die als elektrisches Signal abgegriffen werden können. Dieses elektrische Signal ist proportional zur Änderung der Strahlungsleistung bzw. zur Änderung der Temperatur.

Abb.1
pyroelektrischer Detektor

Praktisch ist das pyroelektrische Material zwischen zwei Flächenkontakten eingeschlossen, über die die entstehenden Ladungen gemessen werden. Das bedeutendste Material für pyroelektrische Detektoren ist Triglycinsulfat (TGS), das gewöhnlich in deuterierter Form vorliegt (DTGS). Andere geeignete Materialien sind z.B. Strontium-Bariumniobat oder Blei-Zirkontitanat.

Der DTGS-Detektor ist wie die anderen thermischen Detektoren in einem großen Frequenzbereich einsetzbar. Er ist einfach aufgebaut und kann vorteilhaft bei Raumtemperatur betrieben werden. DTGS-Detektoren werden aufgrund ihrer schnellen Ansprechzeiten häufig in der FTIR-Spektroskopie eingesetzt.

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