SWIR камеры: уникальные технологии для промышленности и науки

Развитие технологий визуализации не стоит на месте, и каждый день появляются новые инструменты, расширяющие наши возможности видеть окружающий мир. Одним из таких инновационных решений стали SWIR камеры. Благодаря способности захватывать коротковолновое инфракрасное излучение, эти камеры позволяют видеть то, что недоступно человеческому глазу. SWIR технологии открывают новые горизонты в самых разных отраслях — от промышленной инспекции до научных экспериментов. В этой статье мы расскажем, как SWIR камеры изменили подход к визуализации и какими преимуществами они обладают, а также представим решения для съемки в коротковолновом ИК диапазоне.

Что такое SWIR?

SWIR (ShortWave InfraRed) представляет собой невидимый свет, длина волны которого составляет примерно от 900 до 3000 нм. Для обнаружения излучения коротковолнового ИК диапазона требуются специальные сенсоры на основе InGaAs (арсенид индия-галлия) или MCT (теллурид кадмия-ртутный), так как кремниевые детекторы слабо чувствительны к длинам волн больше 900 нм.

SWIR излучение взаимодействует с объектами аналогично видимому, так как оно также отражается, поэтому изображения также содержат тени и контрасты. Изображения, полученные с помощью, SWIR камер сопоставимы с видимыми изображениями по разрешению и детализации. Объекты, которые невозможно обнаружить в видимом диапазоне, легко различимы с использованием SWIR, что позволяет легко идентифицировать предметы.

Преимущества SWIR камер

Благодаря своим особенностям SWIR камеры имеют ряд преимуществ перед тепловизорами и обычными камерами, среди которых можно отметить следующие:

• Возможность съемки даже в условиях плохой видимости. SWIR-камеры позволяют получать четкие изображения в условиях низкой освещенности, сквозь туман, дымку и атмосферные загрязнения. Благодаря прозрачности водяного пара для SWIR волн, такие камеры особенно эффективны для съемки на открытом воздухе.
• Обнаружение скрытых деталей. Съемка в SWIR диапазоне помогает различать объекты и материалы, которые выглядят одинаково в видимом спектре. Например, SWIR камера может выявить различия в структуре тканей, металлов и полимеров, которые невозможно увидеть с обычными камерами.
• Прозрачность некоторых материалов в SWIR диапазоне. В SWIR-диапазоне кремний, хлорид натрия и кварц становятся прозрачными, что делает такие камеры незаменимыми для специфических задач, таких как проверка кремниевых пластин в полупроводниковой промышленности.
• Высокая чувствительность. Матрицы SWIR камер отлично подходят для работы в условиях слабой освещенности, что позволяет использовать такие камеры при естественных источниках света и упрощает съемку в ночное время.

Области применения

Профилирование лазерного пучка

Измерение и анализ характеристик лазерного луча играют ключевую роль в современных лазерных технологиях. Для этого обычно требуется определить пространственное распределение энергии в пучке, называемое профилем луча. Анализ профиля луча позволяет изучить пространственные параметры, такие как размер, форма, положение, распространение и модовая структура.

SWIR камеры имеют значительное преимущество перед другими методами профилирования пучка, так как они позволяют получать изображения и данные в реальном времени. Они упрощают профилирование как в ближней, так и в дальней зонах, и разработаны с целью минимизации интерференционных эффектов, возникающих при работе с лазером.

Полупроводниковая промышленность

Производство полупроводниковых устройств — одна из самых динамично развивающихся отраслей, основой которой является изготовление интегральных схем на тонких полупроводниковых пластинах. SWIR-камеры стали важнейшим инструментом для контроля качества в этом процессе.

Оснащенные высокочувствительными InGaAs-матрицами, работающими в диапазоне 900–1700 нм, они позволяют «видеть» сквозь полупроводниковые материалы, такие как кремний, что помогает обнаруживать примеси, посторонние частицы и точно выравнивать электронные компоненты. Эти возможности упрощают и ускоряют производство, благодаря интегрированию их в системы тестирования и контроля качества.

Атмосферные оптические линии связи (FSO)

FSO — это быстрорастущий сегмент телекоммуникаций как в гражданской, так и в военной сфере. Они позволяют одновременно устанавливать большое количество независимых каналов связи с высокой пропускной способностью. Это два основных преимущества по сравнению с радиочастотным диапазоном, пропускная способность которого ограничена низкой направленностью и радиочастотой (менее 40 ГГц).

FSO ограничена рядом факторов, которые ослабляют передаваемый сигнал. К ним относятся погодные условия, физические препятствия и различные другие эффекты. Некоторые из которых можно преодолеть, используя коротковолновый инфракрасный диапазон (SWIR) (900 - 1700 нм), а не видимый (400 - 700 нм) или ближний инфракрасный (700 - 900 нм) диапазоны. На рисунке ниже приведена съемка, демонстрирующая эффективность распространения SWIR сигнала.

SWIR-камеры также полезны в таких областях, как:

• Спектральные исследования.
• Гиперспектральная визуализация.
• Медицинская и научная визуализация.
• Дистанционное зондирование для поисково-спасательных операций.
• Диагностика солнечных элементов.
• Приборы ночного видения.
• Системы безопасности и видеонаблюдения.
• Обнаружение замаскированных объектов.

Наша компания всегда следит за развитием технологий, чтобы предлагать самые современные и инновационные решения. В нашем онлайн-каталоге представлен широкий ассортимент камер для съемки в SWIR диапазоне, о характеристиках которых мы расскажем ниже.

Высокопроизводительные SWIR камеры с широким спектральным диапазоном от 1100 до 2200 нм

Особенности:

• Широкий спектральный диапазон 1100 – 1900 нм или 1200 - 2200 нм.
• Высокочувствительная InGaAs фокально-плоскостная матрица (FPA).
• Разрешение 640x512 пикселей.
• Маленький размер пикселя 15 мкм.
• Кадровый затвор (Global Shutter).
• TEC-охлаждение до -40°C в автоматическом или ручном режиме.
• Удобное программное обеспечение и SDK для вторичной разработки.
• Встроенная коррекция неоднородности.
• Регулируемый контраст.
• Синхронизированный цифровой или аналоговый вывод.
• Функция выбора области интереса (ROI) в любом положении с возможностью увеличения частоты кадров.
• Крепление оптики C-Mount.
• Интерфейс GigE (Ethernet).

Спектры квантовой эффективности для GS-SW6401915-40-G (слева) и GS-SW6402215-40-G (справа).

Подробнее о моделях:

• GS-SW6401915-40-G - камера коротковолнового ИК диапазона от 1100 до 1900 нм > >
• GS-SW6402215-40-G - камера коротковолнового ИК диапазона от 1200 до 2200 нм > >

Высокочувствительные SWIR камеры с высоким разрешением (до 5 Мп)

Особенности:

• Работа в широком диапазоне спектра 400 – 1700 нм или 400 – 1800 нм.
• Высокочувствительный InGaAs сенсор с разрешением 656x520, 1280x1024 или 2560x2048.
• Маленький размер пикселя 3,45x3,45 мкм или 5x5 мкм.
• Кадровый затвор (Global Shutter).
• Сверхвысокая чувствительность и низкий уровень шума.
• Двухстепенчатое TE-охлаждение до -5°C.
• Интерфейс передачи данных USB3.0.
• Поддержка режимов внешнего триггера, цифрового ввода/вывода и непрерывной съемки.
• Прикладное ПО для обработки видео и изображений мультиплатформенный набор SDK разработчика.
• Крепление оптики C-Mount.
• Интерфейсы USB 3.0, CameraLink и GigE (Ethernet).

Подробнее о моделях:

• SSP-SWIR03 - камера коротковолнового ИК диапазона от 400 до 1700 нм с разрешением 656x520 > >
• SSP-SWIR13 - камера коротковолнового ИК диапазона от 400 до 1700 нм с разрешением 1280x1024 > >
• SSP-SWIR-500 - камера коротковолнового ИК диапазона от 400 до 1800 нм с разрешением 2560x2048 или 1280x1024 > >

Больше информации о SWIR камерах > >

Компания «Специальные Системы. Фотоника» является официальным дистрибьютором представленных решений и оказывает техническую поддержку на территории России и ЕАЭС.

Наши специалисты будут рады предоставить любую дополнительную информацию и подобрать оптимальное решение для ваших задачи. Для оформления заказа или получения консультации, пожалуйста, свяжитесь с нами.