论短波红外相机成像新技术及应用，从SWIR相机到VSWIR相机收藏

什么是短波红外光 (SWIR) ?人眼仅仅可以观察400nm至750nm的光线（Visible可见光）一些特殊的光学信息 可能位于900nm至2,500nm之间（SWIR 短波红外光）例如某些材料的特殊光学指纹信息。

标准的硅基CCD/CMOS感光芯片仅仅能感知可见光范围的光学信息，大概范围是 200nm至1000nm

UV-紫外光传感器能探测到200nm左右的紫外光波段；NIR-近红外传感器大概能探测到750nm至1000nm范围(此时感光指数QE特别低)对于超过1,000nm的光谱探测，需要特殊材料的感光芯片：SWIR短波红外；MWIR中波红外；LWIR长波红外。

InGaAs (Indium gallium arsenide): 砷化镓铟，可侦测的波长较长，范围约在900nm到1700nm之间(SWIR短波红外)最新技术可以同时接收可见光和短波红外400nm至1700nm (VSWIR)。

不同波段光谱的成像效果比较与长波红外成像（LWIR, 热成像）相比，短波红外成像(SWIR)更类似于可见光成像。例如短波红外光线会被反射、透射、或者被物体吸收。

优势：可以使用普通玻璃光学器件用于短波红外成像系统 ；短波红外成像主要包含了物体反射的短波红外光波，因此被物体吸收的部分会表现出不同的光学特性应用：短波红外成像在不同波段看起来会很不同；滤片可以用来增强图像的细节显示效果（例如，胡须和眉毛）。

典型短波红外成像的应用举例

短波红外成像系统架构

短波红外成像光源类型典型的短波红外光源：①自然光（阳光或者星光）：航空或者监控成像、无人机遥感测量。

②人造光源（室内成像）：卤素光源，宽波段，特点是光源照射范围广；LED光源，窄波段特点是弹性应用、输出稳定、长寿命、费用比较低为短波红外相机选择合适的镜头为短波红外相机选择镜头时，需要特别注意镜头透光率和不同中波段光波折射矫正。

如果使用普通可见光相机镜头配合短波红外相机使用，可能会发生如下问题：由于透射率下降的原因，画面会比较暗 这是由于普通镜头的光学镀膜没有为SWIR波段进行优化所致；由于聚焦不准确导致画面比较模糊

滤片在短波红外成像中的好处带通滤波片可以用于：增加特殊材质成像的对比度；

防止图像模糊（低端镜头的防反向图层由于没有优化，可能导致色散和不聚焦）。滤片应用例子

高性价比近红外优化镜头 - 使用窄带通过滤片的优势

关于短波红外相机常用 InGaAs（铟镓砷）传感器一般来说，InGaAs传感器具备高量子效率（部分可延展至可见光）、高动态范围、高暗电流、冷却效益、分辨率可达1280x1024 (SXGA)、相对较高的价格等特征。

而原始图像通常具有不一致性 (由多层技术导则)或有多个缺陷像素

为了优化图像质量，一般需要各种图像校正功能。热电冷却可能是有益的，尤其是在需要可重复成像结果的情况下，并且能够延长曝光时间至>1s。

SWIR 传感器（InGaAs）常见缺陷

短波红外相机图像处理过程

从SWIR相机到VSWIR相机可见光+短波红外= VSWIR (400nm ~ 1700nm)，新型Goldeye宽光谱短波红外相机Visible + SWIR = VSWIR。

Goldeye系列相机最新包含两款5µm像元的短波红外成像芯片IMX990–1280 x 1024 (SXGA, ½”) 以及 IMX991–640 x 512 (VGA, ¼”)；以上两款芯片集成到我们的Goldeye相机系列中（使用TEC制冷，也可以不用）；感光波段从短波红外扩展到可见光 (400nm–1,700nm)→VSWIR。

新VSWIR短波红外传感器的感光效果

图 虚线为VSWIR成像芯片的感光效率。在SWIR波段与原来的InGaAs芯片相当，同时VSWIR扩展到了可见光波段。

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