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SWIR是什么?
爱特蒙特光学有限公司。

SWIR是什么?

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。

Electromagnetic Spectrum Illustrating SWIR Wavelength Range
图 1: 说明SWIR波长范围的电磁光谱

为什么使用SWIR?

SWIR Imaging Lens

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。

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Visible Imaging of Red Apple
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

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SWIR Imaging of Red Apple
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。

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Visible Imaging of Baby Powder Bottle
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

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SWIR Imaging of Baby Powder Bottle
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。

 

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Visible The Last Judgment
图 4a: 由Detroit Institute of Arts提供的Jan Provost的 《最后审判》(The Last Judgment),并以近红外波段映出,通过仔细地检查颜料膜下的草图,详细说明了画家的原意。图像版权所有 by Detroit Institute of Arts。经允许使用。

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SWIR The Last Judgment
图 4b: 相比较画中实际所画的5个喇叭,可以看到近红外成像中有10个喇叭在大天使之下。画中喇叭的位置似乎需要一个重新定位的帆船。地球仪上的脚趾的位置也与原始草图的位置不同。图像版权所有 by Detroit Institute of Arts。经允许使用。

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Visible Bountiful Fruit
图 5a: 这幅色彩丰富的 水果 图是费城画家Nicole Koenitzer的作品,这幅画详细说明了画家的作画计划过程。通过利用近红外波段来检测绘图,用户可以了解该名画家的作画思维,从最初的起稿到上颜料,再到细化作品等阶段。

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SWIR Bountiful Fruit
图 5b: 如您所看,此油画的起稿原本有一串香蕉和一个框架,但画家最后删掉了这两个图案。在右下角处您可以看到此图似乎有些颜料污点,通过可见波段并不显而易见。这或许是画家在开始上背景颜色时使用不同的颜料,又或者是在之后改变了想法,并对这幅画进行了润色。

短波红外(SWIR)定义了设计和镀膜光学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。

本内容对您是否有用?

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With the increased popularity of infrared materials in the optics industry, stay up-to-date by learning how to choose the correct one.

Telecentric, fixed focal length, micro-video, fixed magnification, variable magnification, or zoom lenses available. High resolution or large format designs to cover your sensor.

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