虹科提供的beyonsense鍺基短波紅外相機入圍了SPIE國際光學和光子學協(xié)會-2023年棱鏡獎-相機/傳感技術類提名(1/3)，棱鏡獎是年度國際競賽，旨在鼓勵市場上最好的新型光學和光子學產品，以及在光學，光子學與成像科學領域中具有創(chuàng)新突破，并通過光學技術解決現(xiàn)存問題，改善現(xiàn)有技術，并提升生活質量的新發(fā)明與新產品，素有光學界的“奧斯卡”之稱。
因為這款相機創(chuàng)新的傳感材料與獨有的特殊制造工藝，擁有優(yōu)秀的紅外波段響應效率的同時大幅降低了短波紅外相機的成本與使用門檻，體現(xiàn)出強大的潛力，受到了廣大國際專家的好評。
什么是短波紅外?
在只考慮大氣分子吸收時，大氣在近紅外(780~1000nm)短波紅外(1.0~2.5μm)、中波紅外(3~5μm)和長波紅外(8～14 μm)有4個大氣紅外“透射窗口”。
短波紅外波段與中波和長波相比，波長較短，細節(jié)分辨力更好，有利于生成對比度較強的高分辨率圖像，其成像效果更接近于可見光圖像。
超過750 nm的波長是人眼看不到的，CCD或CMOS相機只能探測到最高約1050 nm的光。而900nm 至 2500 nm 波長范圍的光線構成某些應用獨有的光學特征，因此，SWIR相機的應用領域可以有更多拓展：例如激光分析，化學品鑒別、探測植物內部的水積聚情況，半導體行業(yè)硅產品內部的缺陷，塑料分揀，需要紅外光譜的熒光應用，天文、遙感應用，透過煙霧成像，自動駕駛，國防軍事、夜視等等。短波紅外探測器與短波紅外相機應需而生并經過了長久的發(fā)展。
創(chuàng)新的紅外探測器
目前用于制造短波紅外探測器的材料主要有HgCdTe、InGaAs、PbS、PtSi 等，隨著 InGaAs 材料生長和芯片制作工藝的不斷成熟，相較于其他材料，采用 InGaAs 材料制備的探測器芯片具有靈敏度高、可室溫操作等優(yōu)點，在短波紅外探測器的選擇中脫穎而出。百萬像素高性能、高密度 InGaAs 大面陣焦平面陣列技術在歐美先進國家以及日本已實現(xiàn)產業(yè)化，最小像元中心距達到5 μm;國內目前的 InGaAs 產品規(guī)格主要是 15 μm 中心距 640×512，10 μm、15 μm 中心距 1280×1024 正在陸續(xù)推出。但InGaAs 短波紅外焦平面探測器的發(fā)展已進入瓶頸期，采用銦柱互連的技術，短時間內進一步降低成本、提高分辨率存在困難。其成本高昂也導致民用領域應用受限等問題，亟需創(chuàng)新的短波紅外探測器工藝將這一應用門檻降下來。隨著性能優(yōu)良的新材料不斷涌現(xiàn)，尋找成本更低的替代材料，提升制作工藝，成為 SWIR 探測器發(fā)展的關鍵。
虹科提供的beyonsense相機新品是世界上第一款基于鍺(Ge)的可用智能手機無線連接的短波紅外相機。基于鍺材料傳感，區(qū)分于市面上絕大部分短波紅外產品采用的InGaAs材料，在beyonsense團隊不斷改進鍺的生長工藝后【采用獲得專利的選擇性外延鍺Ge生長技術與成熟的 Si 基 CMOS讀出電路技術相結合;同時采用雙用雙芯片封裝 (傳感器與 ROIC) 技術，相比于目前成熟的單片集成技術方案具有更強的制造靈活性】，同樣的短波紅外光譜響應下，可實現(xiàn)探測器成本降低10倍，相機輕巧5倍，功耗降低10倍。
這款相機實現(xiàn)了28mm超薄的小巧尺寸，此外，相機采用現(xiàn)代化的簡單方便的無線連接的方式，個人手機、平板、電腦直接WIFI連接即可控制相機拍攝和儲存，真正意義上將900nm-1700nm短波紅外成像技術送到人們手掌之中。
這將可以把以往少數(shù)科研、工業(yè)生產實驗室、國防等受限應用主體拓展到廣大普通群眾。人們將享受短波紅外技術給生活帶來的不一樣的體驗與便利，由此可開發(fā)更多短波紅外應用并從中受益。我們使用的鍺基短波紅外技術最終目標是可以把低成本短波紅外傳感器件集成到汽車輔助駕駛/自動駕駛系統(tǒng)、甚至手機攝像頭里。讓普通大眾也可享受短波紅外技術給生活質量帶來的改善。
短波紅外的應用
比如雨天霧天駕駛汽車會有較大交通安全隱患，而短波紅外可以透過雨霧成像，讓人在惡劣天氣下駕駛更加安全，同時也可輔助自動駕駛汽車中激光雷達系統(tǒng)、路況成像系統(tǒng)，為自動駕駛技術提供額外的紅外視覺。又比如人們到某一旅游地點想拍攝清晰的高樓、遠山等景點圖片，卻遭遇雨霧導致難以拍攝真實面貌，采用短波紅外則可輕松穿透云霧拍攝自己想要的照片創(chuàng)作。相信，在通過將短波紅外成本門檻降低后，這一技術將更多地走進普羅大眾生活中，并推動短波紅外視覺產業(yè)的發(fā)展。短波紅外應用十分廣泛：激光分析，化學品鑒別、探測植物內部的水積聚情況，半導體行業(yè)硅產品內部的缺陷，塑料分揀，需要紅外光譜的熒光應用，天文、遙感應用，透過煙霧成像，自動駕駛，國防軍事、夜視等等。
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