近紅外（SWIR）光一般定義為0.9－1.7μm波長范圍內(nèi)的光線，但也可歸入0.7－2.5μm波長范圍。由于硅傳感器的上限約為1.0μm，SWIR成像需要能在SWIR范圍內(nèi)工作的獨(dú)特組件。砷化銦鎵（InGaAs）傳感器是在SWIR中使用的主要傳感器，可覆蓋典型的SWIR頻帶，但可擴(kuò)展低至550nm和高至2.5μm。雖然市場上可提供線性線掃描InGaAs傳感器，但區(qū)域掃描InGaAs傳感器一般受到ITAR限制，只能用于特定商業(yè)應(yīng)用，且必須獲得適當(dāng)許可。SWIR成像透鏡可根據(jù)SWIR波 長專門設(shè)計、優(yōu)化和進(jìn)行抗反射鍍膜（鍍減反膜）。ITAR（國際條約和武器條例）由美國政府實(shí)施。 受ITAR限制的產(chǎn)品必須遵守嚴(yán)格的出入口條例，才可在美國境內(nèi)和境外制造和/或銷售。然而，如SWIR之類的透鏡可在具有適當(dāng)許可證的情況下用于許多商業(yè)應(yīng)用。

圖 1: 說明SWIR波長范圍的電磁光譜

為什么使用SWIR？

物體本身就可以輻射出中紅外（MIR）和遠(yuǎn)紅外（LWIR）光，近紅外（SWIR）和可見光比較類似，所發(fā)出的光子都會被物體反射或吸收，如果需要呈高對比 度的像則需要分辨率更高。周圍環(huán)境的星點(diǎn)光以及背景輻射(夜間發(fā)光)會發(fā)射近紅外光并提供較好的戶外照明，夜視成像。

必須使用根據(jù)SWIR波段設(shè)計和鍍膜的透鏡（使用設(shè)計并鍍有SWIR膜層的鏡頭很有必要）。設(shè)計用于可見光的透鏡（鏡頭在SWIR波段成像），會導(dǎo)致低影像 分辨率（分辨率大幅下降）和高光學(xué)像差（且光學(xué)像差變大）。由于SWIR波長傳輸通過的專為SWIR設(shè)計的玻璃、透鏡和其他光學(xué)組件（濾光片、窗口片等） 可以使用與可見光組件相同的工藝制造，因此可降低制造成本，在系統(tǒng)內(nèi)使用保護(hù)性窗口片和濾光片。

大量使用可見光難以或無法實(shí)施的應(yīng)用可通過SWIR完成。當(dāng)使用SWIR成像時，水蒸氣、霧和硅等特定材料均為透明。此外，在可見光環(huán)境下近乎相同的顏色 使用SWIR可輕松區(qū)分。

SWIR應(yīng)用

SWIR成像廣泛用于各種不同的應(yīng)用，包括電子板檢查、太陽能電池檢測、生產(chǎn)檢查、識別與排序、監(jiān)測、反假冒、過程質(zhì)量控制等。要了解SWIR成像的優(yōu)勢，可考慮一些使用可見光和使用SWIR成像的普通日常用品的視覺范例。

ROLL OVER to See SWIR Image

圖 2a: 紅蘋果的可見成像。請注意，通過可視成像，紅蘋果看起來特別紅。缺陷并不顯而易見

ROLL OVER to See SWIR Image

圖 2b: 紅蘋果的近紅外成像。通過近紅外成像，瘀傷顯而易見。很容易檢查表皮上的任何缺陷。

ROLL OVER to See SWIR Image

圖 3a: 嬰兒爽身粉瓶的可見成像。請注意，通過可見成像，該瓶看起來呈白色且富光澤。瓶內(nèi)的粉末是完全無跡可尋的

ROLL OVER to See SWIR Image

圖 3b: 嬰兒爽身粉瓶的近紅外成像。該瓶在近紅外成像下是透明的。輕松看到瓶內(nèi)的粉量。

ROLL OVER to See SWIR Image

圖 4a: 由Detroit Institute of Arts提供的Jan Provost的 《*后審判》(The Last Judgment)，并以近紅外波段映出，通過仔細(xì)地檢查顏料膜下的草圖，詳細(xì)說明了畫家的原意。圖像版權(quán)所有 by Detroit Institute of Arts。經(jīng)允許使用。

ROLL OVER to See SWIR Image

圖 4b: 相比較畫中實(shí)際所畫的5個喇叭，可以看到近紅外成像中有10個喇叭在大天使之下。畫中喇叭的位置似乎需要一個重新定位的帆船。地球儀上的腳趾的位置也與原始草圖的位置不同。圖像版權(quán)所有 by Detroit Institute of Arts。經(jīng)允許使用。

ROLL OVER to See SWIR Image

圖 5a: 這幅色彩豐富的 水果 圖是費(fèi)城畫家Nicole Koenitzer的作品，這幅畫詳細(xì)說明了畫家的作畫計劃過程。通過利用近紅外波段來檢測繪圖，用戶可以了解該名畫家的作畫思維，從*初的起稿到上顏料，再到細(xì)化作品等階段。