על פי הסיווג ניתן לחלק חיישני אינפרא אדום לחיישנים תרמיים וחיישני פוטון.

חיישן תרמי

הגלאי התרמי משתמש באלמנט הזיהוי כדי לספוג קרינת אינפרא אדומה כדי לייצר עליית טמפרטורה, ולאחר מכן מלווה בשינויים בתכונות פיזיקליות מסוימות. מדידת השינויים בתכונות הפיזיקליות הללו יכולה למדוד את האנרגיה או הכוח שהיא סופגת. התהליך הספציפי הוא כדלקמן: השלב הראשון הוא לספוג קרינת אינפרא אדומה על ידי הגלאי התרמי כדי לגרום לעליית טמפרטורה; השלב השני הוא להשתמש בכמה השפעות טמפרטורה של הגלאי התרמי כדי להמיר את עליית הטמפרטורה לשינוי בחשמל. ישנם ארבעה סוגים של שינויים במאפיינים פיזיים הנפוצים: סוג תרמיסטור, סוג צמד תרמי, סוג פירו-אלקטרי וסוג פנאומטי Gaolai.

# סוג תרמיסטור

לאחר שהחומר הרגיש לחום סופג קרינת אינפרא אדום, הטמפרטורה עולה וערך ההתנגדות משתנה. גודל השינוי בהתנגדות הוא פרופורציונלי לאנרגיית הקרינה האינפרא-אדום הנקלטת. גלאי אינפרא אדום המיוצרים על ידי שינוי ההתנגדות לאחר שחומר סופג קרינת אינפרא אדום נקראים תרמיסטורים. תרמיסטורים משמשים לעתים קרובות למדידת קרינה תרמית. ישנם שני סוגים של תרמיסטורים: מתכת ומוליך למחצה.

R(T)=AT−CeD/T

R(T): ערך התנגדות; T: טמפרטורה; A, C, D: קבועים המשתנים עם החומר.

לתרמיסטור המתכת יש מקדם טמפרטורה חיובי של התנגדות, והערך המוחלט שלו קטן מזה של מוליך למחצה. הקשר בין התנגדות לטמפרטורה הוא בעצם ליניארי, ויש לו עמידות חזקה בטמפרטורה גבוהה. הוא משמש בעיקר למדידת הדמיית טמפרטורה;

תרמיסטורים מוליכים למחצה הם בדיוק ההיפך, המשמשים לזיהוי קרינה, כגון אזעקות, מערכות הגנה מפני אש וחיפוש ומעקב אחר רדיאטורים תרמיים.

# סוג צמד תרמי

צמד תרמי, הנקרא גם צמד תרמי, הוא מכשיר הזיהוי התרמו-אלקטרי המוקדם ביותר, ועקרון הפעולה שלו הוא אפקט פירואלקטרי. צומת המורכב משני חומרי מוליכים שונים יכול ליצור כוח אלקטרו-מוטיבי בצומת. הקצה של הצמד התרמי הקולט קרינה נקרא הקצה החם, והקצה השני נקרא הקצה הקר. מה שנקרא אפקט תרמו-אלקטרי, כלומר, אם שני חומרי מוליכים שונים אלה מחוברים ללולאה, כאשר הטמפרטורה בשני המפרקים שונה, יווצר זרם בלולאה.

על מנת לשפר את מקדם הספיגה, מותקן רדיד זהב שחור בקצה החם ליצירת החומר של הצמד התרמי, שיכול להיות מתכת או מוליכים למחצה. המבנה יכול להיות קו או ישות בצורת רצועה, או סרט דק שנעשה על ידי טכנולוגיית שקיעת ואקום או טכנולוגיית פוטוליטוגרפיה. צמדים תרמיים מסוג ישות משמשים בעיקר למדידת טמפרטורה, וצמדים תרמיים מסוג סרט דק (המורכבים מצמדים תרמיים רבים בסדרה) משמשים בעיקר למדידת קרינה.

קבוע הזמן של גלאי אינפרא אדום מסוג צמד תרמי גדול יחסית, כך שזמן התגובה ארוך יחסית והמאפיינים הדינמיים גרועים יחסית. תדירות שינוי הקרינה בצד הצפוני צריכה להיות בדרך כלל מתחת ל-10HZ. ביישומים מעשיים, מספר צמדים תרמיים מחוברים לעתים קרובות בסדרה ליצירת עמוד תרמי לזיהוי עוצמת קרינת אינפרא אדום.

# סוג פירואלקטרי

גלאי אינפרא אדום פירואלקטריים עשויים מגבישים פירואלקטריים או "פרואלקטריים" עם קיטוב. גביש פירואלקטרי הוא סוג של גביש פיזואלקטרי, בעל מבנה לא צנטרוסימטרי. במצב הטבעי, מרכזי המטען החיובי והשלילי אינם חופפים לכיוונים מסוימים, ונוצרת כמות מסוימת של מטענים מקוטבים על פני הגביש, מה שנקרא קיטוב ספונטני. כאשר טמפרטורת הגביש משתנה, זה יכול לגרום למרכז המטענים החיוביים והשליליים של הגביש לעבור שינוי, כך שמטען הקיטוב על פני השטח משתנה בהתאם. בדרך כלל פני השטח שלו לוכדים מטענים צפים באטמוספירה ושומרים על מצב שיווי משקל חשמלי. כאשר פני השטח של הפרו-אלקטרי נמצאים בשיווי משקל חשמלי, כאשר מקרינים קרני אינפרא-אדום על פניו, טמפרטורת הפרו-אלקטרי (הגיליון) עולה במהירות, עוצמת הקיטוב יורדת במהירות, והמטען הקשור יורד בחדות; בעוד המטען הצף על פני השטח משתנה לאט. אין שינוי בגוף הפרו-אלקטרי הפנימי.

תוך זמן קצר מאוד מהשינוי בעוצמת הקיטוב שנגרם משינוי הטמפרטורה ועד למצב שיווי המשקל החשמלי שוב על פני השטח, מופיעים עודפי מטענים צפים על פני השטח של הפרו-אלקטרי, דבר שקולה לשחרור חלק מהמטען. תופעה זו נקראת אפקט פירואלקטרי. מכיוון שלוקח זמן רב עד שהמטען החופשי מנטרל את המטען המחובר על פני השטח, זה לוקח יותר מכמה שניות, וזמן ההרפיה של הקיטוב הספונטני של הגביש הוא קצר מאוד, בערך 10-12 שניות, ולכן גביש פירואלקטרי יכול להגיב לשינויי טמפרטורה מהירים.

# סוג פנאומטי Gaolai

כאשר הגז סופג קרינת אינפרא אדום בתנאי שמירה על נפח מסוים, הטמפרטורה תעלה והלחץ יעלה. גודל עליית הלחץ הוא פרופורציונלי להספק הקרינה האינפרא אדום הנקלט, כך שניתן למדוד את כוח הקרינה האינפרא אדום הנקלט. גלאי אינפרא אדום המיוצרים על פי העקרונות הנ"ל נקראים גלאי גז, וצינור Gao Lai הוא גלאי גז טיפוסי.

חיישן פוטון

גלאי פוטון אינפרא אדום משתמשים בחומרים מוליכים למחצה מסוימים כדי לייצר אפקטים פוטו-אלקטריים תחת קרינת אינפרא אדום כדי לשנות את התכונות החשמליות של החומרים. על ידי מדידת השינויים בתכונות החשמליות, ניתן לקבוע את עוצמת קרינת האינפרא אדום. גלאי האינפרא אדום המיוצרים על ידי האפקט הפוטואלקטרי נקראים ביחד גלאי פוטון. המאפיינים העיקריים הם רגישות גבוהה, מהירות תגובה מהירה ותדירות תגובה גבוהה. אבל בדרך כלל זה צריך לעבוד בטמפרטורות נמוכות, ורצועת הזיהוי היא צרה יחסית.

על פי עקרון העבודה של גלאי הפוטונים, ניתן לחלק אותו באופן כללי לפוטו-גלאי חיצוני ו-photodetector פנימי. גלאי פוטו פנימיים מחולקים לגלאים פוטו-מוליכים, גלאים פוטו-וולטאיים וגלאים פוטו-מגנטואלקטריים.

# גלאי צילום חיצוני (מכשיר PE)

כאשר אור נופל על פני השטח של מתכות מסוימות, תחמוצות מתכות או מוליכים למחצה, אם אנרגיית הפוטון גדולה מספיק, פני השטח יכולים לפלוט אלקטרונים. תופעה זו מכונה ביחד פליטת פוטואלקטרון, השייכת לאפקט הפוטואלקטרי החיצוני. צינורות פוטו וצינורות פוטו-מכפיל שייכים לסוג זה של גלאי פוטון. מהירות התגובה מהירה, ויחד עם זאת, למוצר צינור הפוטו-מכפיל יש רווח גבוה מאוד, שניתן להשתמש בו למדידת פוטון בודד, אך טווח אורכי הגל צר יחסית, והארוך ביותר הוא רק 1700nm.

# גלאי פוטו-מוליך

כאשר מוליך למחצה סופג פוטונים תקפים, חלק מהאלקטרונים והחורים במוליך למחצה משתנים ממצב לא מוליך למצב חופשי שיכול להוליך חשמל, ובכך מגדילים את המוליכות של המוליך למחצה. תופעה זו נקראת אפקט הפוטומוליכות. גלאי אינפרא אדום המיוצרים על ידי האפקט הפוטו-מוליך של מוליכים למחצה נקראים גלאים פוטו-מוליכים. נכון לעכשיו, זהו הסוג הנפוץ ביותר של גלאי פוטון.

# גלאי פוטו (מכשיר PU)

כאשר קרינת אינפרא אדום מוקרנת על צומת PN של מבני חומר מוליכים למחצה מסוימים, תחת פעולת השדה החשמלי בצומת PN, האלקטרונים החופשיים באזור P נעים לאזור N, והחורים באזור N עוברים לאזור N. אזור P. אם צומת ה-PN פתוח, נוצר פוטנציאל חשמלי נוסף בשני הקצוות של צומת ה-PN הנקרא כוח הפוטו-אלקטרו-מוטיבי. גלאים המיוצרים על ידי שימוש באפקט הכוח האלקטרו-מוטורי הצילום נקראים גלאים פוטו-וולטאיים או גלאי אינפרא אדום צומת.

# גלאי מגנו-אלקטרי אופטי

שדה מגנטי מופעל לרוחב על המדגם. כאשר משטח המוליך למחצה סופג פוטונים, האלקטרונים והחורים שנוצרים מתפזרים לתוך הגוף. במהלך תהליך הדיפוזיה, האלקטרונים והחורים מקוזזים לשני קצוות הדגימה עקב השפעת השדה המגנטי הרוחבי. יש הבדל פוטנציאלי בין שני הקצוות. תופעה זו נקראת האפקט האופטו-מגנטואלקטרי. גלאים העשויים אפקט פוטו-מגנטו-אלקטרי נקראים גלאים פוטו-מגנטו-חשמליים (המכונים התקני PEM).