红外探测系统由红外辐射源、红外探测器、电子信号处理装置、红外光学机械装置等组成。根据功用及使用要求,红外探测器可分为辐射计、光谱辐射计、红外测温仪、方位仪、报警器。
红外探测器环境适应性好、抗干扰能力强、隐蔽性好、能够在一定程度上辨别伪装目标,并且具有体积小、功耗低、重量轻等特征。红外探测系统无须光照,在完全黑暗中进行探测。这种探测是被动式的,可以隐蔽地进行观察和监视。由于使用的波长比可见光长10~20倍,在烟雾中穿透能力要大得多,所以在雾天、有烟的环境中,可以观察相当远的距离。
红外探测器对红外辐射的测量集中在3个大气窗口:1~2.5微米(短波红外),3~5微米(中波红外)和8~14微米(长波红外)。用于这三个波段的器件材料主要有PbS(短波红外)、InSb、PtSi(中波红外)和不同组分的HgCdTe(短波、中波或长波红外)等。红外探测器件已经从只是将红外辐射信号转换成电信号的第一代迅速向焦平面阵列(FPA,第二代)发展。由于FPA采用集成电路技术将光敏元以面阵形式与信号读出电路(ROIC)、信号处理芯片连接在一起,可以获取热辐射图像信息,在成像质量等方面比一代红外探测器件性能优越得多。二代红外探测器可以分为扫描型(如4N系列)和凝视型(M×N面阵系列)。也有将凝视型FPA红外探测器称为第三代探测器。在长波红外探测器中,HgCdTe器件占主导地位。近年来工作在长波红外波段的量子阱(QWIP)FPA研究发展很快。此外,非制冷型FPA由于其低成本和简单的系统结构(无需光机扫描和制冷装置),发展极为迅速,在探测精度要求不高和低成本要求的应用场合下已被广泛重视。就军事应用而言,由于第二代红外探测器的明显优势和迅速发展,正在大量研制、装备,对目标进行热成像探测成为发展趋势。一般多元线列与4N器件多用在大视场红外搜索跟踪系统(IRST)中,凝视型则多用于高灵敏分辨、识别与机动跟踪。总的趋势是长波器件为主,同时大力发展中波器件,并在系统中采用中波、长波段融合探测。军事应用的红外探测器中HgCdTe占总数一多半。