中波紅外主要指的是波長在3-7μm范圍內(nèi)的紅外光。衍射現(xiàn)象是指中波紅外光在傳播過程中遇到障礙物或小孔的情況下會(huì)偏離原有的直線傳播路徑繞射到障礙物陰影區(qū)，以此為基礎(chǔ)的紅外光波在遇到粉塵顆粒后會(huì)自行穿過粉塵繞射到其后方繼續(xù)傳播，這恰好彌補(bǔ)了可見光容易被粉塵所遮擋的局限性，中波紅外衍射現(xiàn)象如下圖所示。

自然界中，所有溫度高于零度的物質(zhì)都會(huì)向外輻射出紅外光，而中波紅外在空氣中傳播時(shí)根據(jù)其紅外輻射窗口的性質(zhì)，大氣透過率可高達(dá)80%~85%，因而中波紅外比較容易被特定的紅外熱成像設(shè)備捕獲分析，紅外輻射窗口如下圖所示。

中波紅外光穿透大氣后，經(jīng)由特殊材料（例如鍺材質(zhì)）制成的鏡頭入射到紅外光譜成像系統(tǒng)中。成像系統(tǒng)的核心器件是光伏型光子探測器，光子探測器通過光子與物質(zhì)內(nèi)部電子相互作用產(chǎn)生光伏應(yīng)使得電子產(chǎn)生能態(tài)變化而完成光電轉(zhuǎn)換。

光電器件受入射光照射，在內(nèi)電場的作用下，被激勵(lì)的電子向N區(qū)外側(cè)移動(dòng)，被激勵(lì)的空穴向P區(qū)外側(cè)移動(dòng)，這樣使得P區(qū)帶正電勢，N區(qū)帶負(fù)電勢，被內(nèi)電場分里的空穴和電子在外回路中形成了電流。如此一來，光信息就轉(zhuǎn)換成了電信號，最終經(jīng)由放大濾波電路和顯示屏得到被測目標(biāo)的中波紅外圖像，光伏效應(yīng)原理如下圖所示。