近红外(SWIR)光一般定义为0.9-1.7μm波长范围内的光线,但也可归入0.7-2.5μm波长范围。由于硅传感器的上限约为1.0μm,SWIR成像需要能在SWIR范围内工作的独特组件。砷化铟镓(InGaAs)传感器是在SWIR中使用的主要传感器,可覆盖典型的SWIR频带,但可扩展低至550nm和高至2.5μm。虽然市场上可提供线性线扫描InGaAs传感器,但区域扫描InGaAs传感器一般受到ITAR限制,只能用于特定商业应用,且必须获得适当许可。SWIR成像透镜可根据SWIR波 长专门设计、优化和进行抗反射镀膜(镀减反膜)。ITAR(国际条约和武器条例)由美国政府实施。 受ITAR限制的产品必须遵守严格的出入口条例,才可在美国境内和境外制造和/或销售。然而,如SWIR之类的透镜可在具有适当许可证的情况下用于许多商业应用。
为什么使用SWIR?
物体本身就可以辐射出中红外(MIR)和远红外(LWIR)光,近红外(SWIR)和可见光比较类似,所发出的光子都会被物体反射或吸收,如果需要呈高对比 度的像则需要分辨率更高。周围环境的星点光以及背景辐射(夜间发光)会发射近红外光并提供较好的户外照明,夜视成像。
必须使用根据SWIR波段设计和镀膜的透镜(使用设计并镀有SWIR膜层的镜头很有必要)。设计用于可见光的透镜(镜头在SWIR波段成像),会导致低影像 分辨率(分辨率大幅下降)和高光学像差(且光学像差变大)。由于SWIR波长传输通过的专为SWIR设计的玻璃、透镜和其他光学组件(滤光片、窗口片等) 可以使用与可见光组件相同的工艺制造,因此可降低制造成本,在系统内使用保护性窗口片和滤光片。
大量使用可见光难以或无法实施的应用可通过SWIR完成。当使用SWIR成像时,水蒸气、雾和硅等特定材料均为透明。此外,在可见光环境下近乎相同的颜色 使用SWIR可轻松区分。
SWIR应用
SWIR成像广泛用于各种不同的应用,包括电子板检查、太阳能电池检测、生产检查、识别与排序、监测、反假冒、过程质量控制等。要了解SWIR成像的优势,可考虑一些使用可见光和使用SWIR成像的普通日常用品的视觉范例。
反观近红外成像
图 2a:红苹果的可见成像。请注意,通过可视成像,红苹果看起来特别红。缺陷并不显而易见
反观近红外成像
图 2b: 红苹果的近红外成像。通过近红外成像,瘀伤显而易见。很容易检查表皮上的任何缺陷。
反观近红外成像
图 3a: 婴儿爽身粉瓶的可见成像。请注意,通过可见成像,该瓶看起来呈白色且富光泽。瓶内的粉末是完全无迹可寻的
反观近红外成像
图 3b: 婴儿爽身粉瓶的近红外成像。该瓶在近红外成像下是透明的。轻松看到瓶内的粉量。
短波红外(SWIR)定义了设计和镀膜光学及电子元件的特定波长范围。在用于检测、排序、监测、质量控制和许多其他应用时,SWIR成像能够比可见光提供更多的优点。重要的是,必须选择特别为SWIR波长范围设计、优化和镀膜的元件,来确保最高的分辨率和最低的像差。像爱特蒙特光学这样的制造商,在设计、制造和镀膜SWIR透镜方面,拥有非常丰富的经验。爱特蒙特光学提供的透镜组件,使用优化用于提供最佳SWIR光谱性能的玻璃,以及特别设计用于提供最大透射SWIR波长的增透膜(AR)精心设计。要进一步了解爱特蒙特光学可以为您做什么,以及回答“您可以看到可视范围外吗?问题,请参阅“应用”页。
