拓展波段短波红外相机SWIR1503CU-1.9为什么能在1700nm-1900nm波段感光

短波红外成像的核心器件是InGaAs芯片,在光通信、机器视觉、光谱分析等领域应用广泛。传统InGaAs探测器响应范围一般为900nm-1700nm,而激光检测、工业物料分选、光伏质检等场景对 1700nm 以上波段的探测需求日益迫切。阿秒科技推出的SWIR1503CU-1.9拓展波段短波红外相机,将光谱响应范围拓展至900nm--1900nm,实现了1700nm-1900nm波段稳定感光成像。

一、为什么传统短波红外相机仅探测到1700nm

InGaAs(铟镓砷)是目前最主流的短波红外传感器材料。在标准晶格匹配结构中,InGaAs与InP衬底实现晶格匹配,其本征吸收截止波长约为1700nm。波长大于1700nm的红外光子能量偏低,无法跨过原有带隙,探测器不再产生光电响应,无成像信号。因此,大多数标准SWIR相机光谱范围止步于1700nm。

二、为什么SWIR1503CU-1.9相机能在1700nm-1900nm波段感光

1、调整铟组分拓展截至波长

通过调整铟(In)和镓(Ga)之间的比例,可以改变材料的能带结构,进而调控其本征吸收截止波长。提高铟的组分比例会减小材料的带隙能量,使截止波长向更长波长方向移动。通过精确的组分工程设计,可以将InGaAs的响应波段从标准的1700nm拓展至1900nm。SWIR1503CU-1.9正是基于这一技术路线,将光谱响应范围从传统的1700nm拓展到了1900nm,在1700nm波长处量子效率最高可达70%,保障长波区间充足的感光灵敏度。

2、TEC制冷优化成像

随着响应波段的拓展,传感器对热激发载流子的敏感性也随之增加,热噪声随着波长红移而显著增加。SWIR1503CU-1.9搭载了TEC制冷技术,可将传感器制冷至-20℃,有效抑制热激发效应。热噪声对图像的干扰被大幅抑制,保证了在900nm-1900nm波段依然能够获得清晰的成像。

三、拓展波段1700-1900nm具体应用举例

在激光检测与光束分析场景中,掺铥光纤激光器的工作波长位于1900nm附近,传统SWIR相机无法成像,而SWIR1503CU-1.9凭借其延伸至1900nm的响应能力,能够精准捕获光斑形态与能量分布,为激光调试、质量监控等应用提供了关键检测手段。

四、结语

SWIR1503CU-1.9之所以能在1700nm-1900nm波段实现有效感光,核心在于通过精确调控InGaAs材料中的铟组分含量,将材料的本征吸收截止波长从传统的1700nm拓展至1900nm。同时搭配-20℃TEC制冷、15 µm大像元、70%@1700nm量子效率的配置,保障了拓展波段的高量子效率与优异成像性能,为900nm -1900nm拓展波段成像提供了高性能解决方案。

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