短波紅外相機(jī)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用場(chǎng)景概述

短波紅外(簡(jiǎn)稱SWIR，通常指0.9~1.7μm波長(zhǎng)的光線)是一種比可見(jiàn)光波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光。這些光不能通過(guò)“肉眼”看到，也不能用“普通相機(jī)”檢測(cè)到。由于被檢測(cè)物體的材料特性，一些在可見(jiàn)光下無(wú)法看到的特性，卻能在近紅外光下呈現(xiàn)出來(lái)，因此，可以通過(guò)短波紅外相機(jī)對(duì)物體特征進(jìn)行檢測(cè)。短波紅外成像有一個(gè)特點(diǎn)，即它能夠透過(guò)玻璃進(jìn)行成像，這就使得它們可以用于各種各樣的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)。這種能力還允許短波紅外相機(jī)安裝在一個(gè)保護(hù)窗口內(nèi)，當(dāng)將相機(jī)系統(tǒng)固定在一種潛在平臺(tái)上時(shí)，這將可以提供很大的靈活性。目前在短波紅外相機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、航空航天、生物、醫(yī)療、戶外監(jiān)控、化妝品等眾多領(lǐng)域，其中半導(dǎo)體檢測(cè)和食品檢測(cè)是兩大主要應(yīng)用市場(chǎng)，分布占據(jù)40%和30%的市場(chǎng)份額。短波紅外成像技術(shù)優(yōu)點(diǎn)具體來(lái)說(shuō)，短波紅外成像還具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)較高識(shí)別度短波紅外成像主要基于目標(biāo)反射光成像原理，其成像與可見(jiàn)光灰度圖像特征相似，成像對(duì)比度高，目標(biāo)細(xì)節(jié)表達(dá)清楚，在目標(biāo)識(shí)別方面，短波紅外成像是熱成像技術(shù)的補(bǔ)充。2)全天候適應(yīng)短波紅外成像受大氣散射作用小，透霧、煙塵能力較強(qiáng)，有效探測(cè)距離遠(yuǎn)，對(duì)氣候條件和戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的適應(yīng)性優(yōu)于可見(jiàn)光成像。3)微光夜視夜視條件下，光子輻照度主要分布在1.0～1.8μm的短波紅外波段范圍內(nèi)，這使得短波紅外夜視成像相比于可見(jiàn)光夜視成像而言具有優(yōu)勢(shì)。4)隱秘主動(dòng)成像在0.9～1.7μm波段內(nèi)，激光光源技術(shù)成熟(1.06μm、1.55μm)，這使得短波紅外成像在隱秘主動(dòng)成像應(yīng)用中具有對(duì)比優(yōu)勢(shì)。5)光學(xué)配置簡(jiǎn)便從光學(xué)上，玻璃光窗在短波紅外波段范圍內(nèi)具有很高的透過(guò)率，這賦予短波紅外成像一個(gè)重要的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，這允許短波紅外相機(jī)可裝配于一個(gè)保護(hù)窗口內(nèi)實(shí)現(xiàn)較高靈敏成像，當(dāng)應(yīng)用于某種特定平臺(tái)或場(chǎng)合時(shí)，這將提供很大的靈活性。市面上近期推出同類產(chǎn)品眾多機(jī)器視覺(jué)廠商不斷推出短波紅外相機(jī)，以滿足客戶的相關(guān)需求。SW1024L是巨哥科技發(fā)布的一款1024像元的短波紅外線列相機(jī)，響應(yīng)波段為900~1700nm。結(jié)合豎直方向的掃描，可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的短波成像。新品具有以下特點(diǎn)：1)分辨率高，像素高達(dá)1024，像元12.5μm。2)高動(dòng)態(tài)范圍(>70dB)。3)響應(yīng)波段900~1700nm，可擴(kuò)展至400~1700nm。4)最短積分時(shí)間5us，36K高幀率，可外部觸發(fā)。5)一級(jí)TEC制冷，暗電流小，信噪比提升一倍。6)體積小巧，便于集成，提供功能豐富的SDK，支持二次開(kāi)發(fā)。7)網(wǎng)絡(luò)輸出，即插即用，使用方便。相關(guān)行業(yè)應(yīng)用：1)半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)晶圓是一種薄的半導(dǎo)體材料基材，用于制造電子集成電路。半導(dǎo)體材料種類多樣，其中最常用的一種半導(dǎo)體材料是硅(Si)。晶圓在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生各種缺陷，比如在各環(huán)節(jié)累積的殘余應(yīng)力會(huì)使得晶圓內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。如果未能在后續(xù)IC制造環(huán)節(jié)之前把這些缺陷檢測(cè)出來(lái)，就會(huì)影響最終成品IC芯片的良率，推高制造成本。利用短波紅外光能穿透硅片的特性，使用短波紅外相機(jī)就能檢測(cè)到硅片內(nèi)部的缺陷，防止不良晶圓流入后續(xù)環(huán)節(jié)，大大降低制造成本。2)物品分選短波紅外波段對(duì)應(yīng)分子鍵振動(dòng)的合頻和倍頻，通過(guò)檢測(cè)物品對(duì)不同波長(zhǎng)的短波紅外光的吸收情況，就能分析出物品的種類和缺陷等信息。因此，短波紅外相機(jī)也被廣泛用于谷物、茶葉、塑料等的分揀。3)短波紅外測(cè)溫對(duì)于幾百度以上的高溫目標(biāo)，短波紅外測(cè)溫相對(duì)于目前常用的非制冷長(zhǎng)波紅外測(cè)溫具有測(cè)溫穩(wěn)定、精度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢(shì)。使用短波線掃相機(jī)，對(duì)于傳送帶上快速移動(dòng)的物體進(jìn)行成像和測(cè)溫，可以極大地消除拖尾效應(yīng)的影響，得到畫(huà)質(zhì)清晰、測(cè)溫準(zhǔn)確的短波紅外圖像。5)光伏板隱裂檢測(cè)在晶體硅太陽(yáng)電池的生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生隱裂、劃傷等缺陷，這些缺陷限制了電池的光電轉(zhuǎn)換效率和使用壽命，然而這些缺陷大部分是難以通過(guò)肉眼或可見(jiàn)光成像等手段檢測(cè)出來(lái)。利用硅太陽(yáng)能電池具有的電致發(fā)光（EL）和光致發(fā)光（PL）特性，可以通過(guò)外加正向偏壓或激光照射激發(fā)的方式，使太陽(yáng)能電池片自身發(fā)出短波紅外光。而缺陷區(qū)域的發(fā)出的光相對(duì)于正常區(qū)域會(huì)有明顯的差別，通過(guò)短波紅外相機(jī)對(duì)激發(fā)狀態(tài)下的太陽(yáng)能電池片進(jìn)行檢測(cè)，就能有效地檢測(cè)出其內(nèi)部缺陷。維視智造也推出MV-SIR系列短波紅外相機(jī)，以拓展相機(jī)產(chǎn)品線。MV-SIR系列短波紅外相機(jī)支持400~1700nm寬光譜成像，實(shí)時(shí)傳輸非壓縮圖像，最高幀率可達(dá)143fps。相較于市面上傳統(tǒng)InGaAs相機(jī)，擁有更高效、清晰、穩(wěn)定的成像效果，更靈活便捷的操作方式，兼具科研需求的精度配置與工業(yè)級(jí)的耐用設(shè)計(jì)。維視智造MV-SIR系列短波紅外相機(jī)在科研、半導(dǎo)體芯片檢測(cè)、新能源太陽(yáng)能電池、廢物回收分類篩選、高光譜成像、醫(yī)學(xué)影像、顯微光學(xué)、農(nóng)業(yè)及畜牧無(wú)人及有人機(jī)遙感、食品飲料缺陷檢測(cè)、玻璃和金屬制品發(fā)熱（250-800℃）