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SWIR是什么

近红外(SWIR)光一般定义为0.91.7μm波长范围内的光线,但也可归入0.72.5μm波长范围。由于硅传感器的上限约为1.0μmSWIR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 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。 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。


1: 说明SWIR波长范围的电磁光谱

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。

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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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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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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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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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4a: Detroit Institute of Arts提供的Jan Provost 《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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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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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。