日期：2021-11-22
短波發(fā)光二極管是如何工作的，短波發(fā)光二極管是如何工作的?什么是 SWIR?您如何從高性能 SWIR LED 中受益?SWIR LED 是如何工作的?本文將介紹 SWIR 的基礎(chǔ)知識(shí)。我們將分析 SWIR LED 可以提供的各種新機(jī)會(huì)。請(qǐng)繼續(xù)閱讀以了解 SWIR LED 的最常見用途。文章將分析它們的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理。此外，我們將研究它們的好處和它們應(yīng)用中可能面臨的一些挑戰(zhàn)。
發(fā)光二極管一、基礎(chǔ)知識(shí)
SWIR，又名短波紅外 (IR)，正迅速成為不涉及可見光的應(yīng)用的最佳選擇。SWIR 的波長(zhǎng)在 1,050 至 2,500 nm 范圍內(nèi)。這意味著它們是肉眼看不見的。然而，在某些情況下，該領(lǐng)域可能介于可見光和熱成像范圍之間。事實(shí)上，SWIR 光譜帶接近可見光。這使成像質(zhì)量(例如，分辨率和對(duì)比度)成為可能，同時(shí)允許它顯示不可見元素。簡(jiǎn)而言之，該系列允許 SWIR LED 擁有一組獨(dú)特的應(yīng)用。這包括工業(yè)、機(jī)器視覺和遙感用途。它還包括監(jiān)視甚至環(huán)境光應(yīng)用。
發(fā)光二極管二、控制圖像傳輸
短波紅外 (SWIR) 傳感器和 LED 可用于控制通過不透明材料的圖像傳輸。這包括硅、塑料等。此外，他們可以揭示水、膠原蛋白、脂質(zhì)、酒精等元素或物質(zhì)。高功率 LED 還可以使各種其他應(yīng)用受益，從食品檢驗(yàn)和分析到毒品檢測(cè)、醫(yī)療保健、生物醫(yī)學(xué)和可穿戴設(shè)備?？傮w而言，短波發(fā)光二極管 提供高效率和高功率，并為定制和批量生產(chǎn)提供多種選擇。
發(fā)光二極管三、工作原理
到目前為止，短波發(fā)光二極管 使用的是低輸出。它們涵蓋了相當(dāng)廣泛的范圍。然而，新的解決方案允許在更受控制的更窄光譜中獲得更高的輸出。與可見光范圍內(nèi)的同類產(chǎn)品相比，SWIR LED 仍然具有更寬的光譜和更窄的輸出。此外，短波發(fā)光二極管 可以發(fā)射 1,050 至 2,500 nm 范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。它們可以提供高功率。這使得它們?cè)谂c機(jī)器視覺照明相關(guān)的各種新應(yīng)用中高效。SWIR 波長(zhǎng)范圍內(nèi)的 LED 具有類似于可見光范圍應(yīng)用中使用的配置。它們的結(jié)構(gòu)允許簡(jiǎn)單直觀的使用和操作，類似于標(biāo)準(zhǔn)的 LED 燈。
發(fā)光二極管四、光學(xué)元件
在工作原理方面，SWIR 傳感器采用獨(dú)特的電子和光學(xué)元件。主要傳感器基于砷化銦鎵 (InGaAs) 等化學(xué)成分構(gòu)建。此外，許多可以利用碲化鎘汞 (MCT)。新的 SWIR 成像器也使用了量子點(diǎn)技術(shù)。然而，對(duì)于 SWIR，成像能力和結(jié)構(gòu)取決于應(yīng)用。例如，中波紅外光譜中的波長(zhǎng)將受益于 MCT 傳感器。盡管如此，主流技術(shù)仍然依賴于 InGaAs 傳感器。它們是最發(fā)達(dá)和最實(shí)惠的解決方案。與傳統(tǒng)的硅成像儀相比，它們還可以產(chǎn)生與光相互作用的高分辨率圖像。這使得 短波發(fā)光二極管 在質(zhì)量控制、檢查和分類等應(yīng)用中非常有效。它們還可以通過霧、霾和煙霧檢測(cè)元素。
發(fā)光二極管五、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
短波發(fā)光二極管 通常由砷化物、鎵和銦制成。該技術(shù)主要使用 InGaAs 晶格來捕獲和發(fā)射 SWIR 波長(zhǎng)中的光。如前所述，選擇正確的 SWIR 照明和最佳波長(zhǎng)以獲得成功的結(jié)果至關(guān)重要。SWIR LED 必須遵循用于檢測(cè)可見光的相同原則。根據(jù)應(yīng)用，可以使用單個(gè)或多個(gè) SWIR 照明器。這包括暗場(chǎng)燈、背光燈、前燈(同軸)、頂燈、條形燈、環(huán)形燈等。使用 SWIR LED 時(shí)，通過高均勻性獲得最有效的結(jié)果。此外，它需要適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度、覆蓋區(qū)域大小和沒有鏡面反射的對(duì)比度。
發(fā)光二極管六、內(nèi)部增益
SWIR 雪崩光電探測(cè)器 (APD) 利用反向電壓產(chǎn)生內(nèi)部增益。與 PIN 二極管相比，這使它們具有較高的 SNR(信噪比)。它還提供更快的響應(yīng)時(shí)間、更好的靈敏度以及更低的電流和圖像噪聲。APD 的光譜響應(yīng)也適合 SWIR 范圍。此外，InGaAs 系統(tǒng)似乎是 SWIR 探測(cè)器的理想選擇。即，它在 1,700 nm 處提供標(biāo)準(zhǔn)截止。這涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)波長(zhǎng)的大多數(shù)激光發(fā)射線。SWIR APD 利用雪崩增益來產(chǎn)生信號(hào)放大。最大的優(yōu)點(diǎn)之一是它們?cè)试S使用對(duì)人眼安全的激光。此外，這也導(dǎo)致傳感器不需要冷卻。
發(fā)光二極管七、提供獨(dú)特檢測(cè)功能
正如我們之前所說，專為 SWIR 范圍設(shè)計(jì)的 LED 在各種應(yīng)用中都非常有效。它們可以達(dá)到硅基傳感器根本無法實(shí)現(xiàn)的廣泛范圍。短波發(fā)光二極管 提供獨(dú)特的檢測(cè)、檢查、分類、監(jiān)視、遙感等功能。它們的一些最常見的用途是在玻璃檢查、可回收物分類、電信、激光定位和監(jiān)視領(lǐng)域。其他應(yīng)用見于海事行業(yè)、眼科、光譜學(xué)、武器制導(dǎo)、成像、太陽能檢測(cè)等。
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