Was ist eine SWIR-LED??

Eine SWIR-LED ist eine Leuchtdiode, die kurzwelliges Infrarotlicht aussendet, typischerweise in der 1000-1950 nm range. SWIR-LEDs basieren auf Indium-Gallium-Arsenid (InGaAs) Halbleitermaterial und benötigen zur Erkennung InGaAs-Kamerasensoren, da sie bei ~1100 nm über den Silizium-Detektorgrenzwert hinaus emittieren.

Welche SWIR-LED-Wellenlänge sollte ich für meine Anwendung verwenden??

Die Auswahl hängt vom Absorptionsprofil des Ziels ab. Zur Feuchtigkeitserkennung: 1450 nm (Wasseraufnahmespitze). Für eine augensichere Außensensorik: 1550 nm (über dem 1400 nm Glaskörper-Absorptionsschwelle). Zur Öl- und Kunststoffsortierung: 1650 nm (C-H-Bindungsabsorption). Für maschinelles Sehen durch Silikon oder Nebel: 1050-1200 nm. Für multispektrale Bildgebung: Kombinieren Sie mehrere Wellenlängen in einem Array.

Was ist der Unterschied zwischen SWIR-LEDs und NIR-LEDs??

NIR (Nahinfrarot) LEDs emittieren bei 750-1000 nm und werden von Siliziumkameras und Fotodioden erfasst. SWIR (kurzwelliges Infrarot) LEDs emittieren bei 1050-1700 nm und erfordern InGaAs-Sensoren. SWIR-LEDs offenbaren Informationen, die siliziumbasierte Systeme nicht sehen können: Materialzusammensetzung durch Absorptionssignaturen, Wassergehalt, Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen, und Durchnebel-Bildgebung.

Sind SWIR-LEDs augensicher??

SWIR-Wellenlängen über ca 1400 nm (z.B., 1450, 1550, 1650, 1750 nm) werden von der Glaskörperflüssigkeit im Auge stark absorbiert, bevor sie die Netzhaut erreichen, Dies bietet einen inhärenten Vorteil für die Augensicherheit. Deshalb 1550 nm ist der Standard für augensichere industrielle Sensorik und Automotive-LiDAR. SWIR-LEDs unten 1400 nm (1050, 1200 nm) haben diesen Vorteil nicht und erfordern IEC 60825-1 Laser-/LED-Sicherheitsklassifizierung pro Anwendung.

Kann ich eine normale CMOS- oder CCD-Kamera mit SWIR-LEDs verwenden??

NEIN. Bildsensoren auf Siliziumbasis (CMOS, CCD) unempfindlich geworden Vergangenheit ungefähr 1000 nm und sind effektiv blind 1100 nm. SWIR-LEDs erfordern zur Erkennung InGaAs- oder Extended-InGaAs-Sensoren. Dies ist der größte Kostenfaktor beim SWIR-Systemdesign: InGaAs-Kameras kosten normalerweise das 10- bis 50-fache mehr als entsprechende Siliziumkameras.

Warum sind SWIR-LEDs teurer als NIR-LEDs??

SWIR-LEDs verwenden InGaAs-Halbleitermaterial, was schwieriger herzustellen ist, hat eine geringere Steckdoseneffizienz, und geringeres Produktionsvolumen als das InGaN (UV/sichtbar) oder GaAs (NIR) Materialien, die in LEDs mit kürzerer Wellenlänge verwendet werden. Industrielle SWIR-LEDs kosten in der Regel 10–100x mehr pro Milliwatt optischer Leistung als gleichwertige sichtbare LEDs. Die Volumenpreise verbessern sich, da die kommerzielle Nachfrage nach SWIR-Bildgebungsanwendungen steigt.

Wie hoch ist die typische Lebensdauer einer SWIR-LED??

Industrielle SWIR-LEDs mit L70-Bewertung (Zeit zu 70% Ausgabe) bei 10,000-30,000 Stunden bei Betrieb innerhalb der thermischen und elektrischen Spezifikationen. Die Lebensdauer hängt stark von der Sperrschichttemperatur ab; Durch die Reduzierung des Antriebsstroms und das Hinzufügen von Kühlkörpern kann die Betriebslebensdauer erheblich verlängert werden. Gepulster Betrieb (niedrige Einschaltdauer) verlängert außerdem die Lebensdauer durch die Reduzierung der durchschnittlichen Sperrschichttemperatur.

Wie entwerfe ich ein multispektrales SWIR-Bildgebungssystem??

Vier ineinandergreifende Komponenten: (1) Wählen Sie den Wellenlängensatz basierend auf den Spektralsignaturen des Ziels aus; (2) match the SWIR-LEDs and InGaAs camera spectral responses; (3) Verwenden Sie SWIR-transparente Optiken (Quarz, Saphir, SWIR-bewertete Brille, Silikon und Standardpolymere funktionieren nicht); (4) Treiben Sie die LEDs mit einer Stromregelung pro Kanal an und synchronisieren Sie Impulse mit der Kamerabelichtung. Kundenspezifische Multispektral-Array-Module von einem SWIR-LED-Komponentenlieferanten sind oft kostengünstiger als der Bau aus einzelnen Emittern für Produktionsmengen.

Was ist ein multispektrales SWIR-LED-System??

Ein multispektrales SWIR-LED-System kombiniert zwei oder mehr diskrete kurzwellige Infrarotwellenlängen 1050 Und 1750 nm in one illuminator, gepaart mit einer InGaAs-Kamera, So können mehrere Absorptionsmerkmale in einer einzigen Inspektion erfasst werden. Jede Wellenlänge zielt auf eine bestimmte Signatur ab (Zum Beispiel 1450 nm für Wasser, 1650 nm für Kohlenwasserstoffe), und die erfassten Bandenintensitäten klassifizieren Material, das unter sichtbarem Licht identisch aussieht. Informationen zu Array-Architekturen und Antriebsüberlegungen finden Sie oben im Abschnitt „Multispektrale LED-Arrays“..

Gibt es einen Leitfaden zur Komponentenauswahl für? 1050 Zu 1750 nm SWIR-LEDs?

Ja. Beginnen Sie mit der Zielabsorptionsfunktion, um die mittlere Wellenlänge festzulegen (Spektrentabelle oben), Arbeiten Sie dann die siebenstufige Checkliste für die Komponentenauswahl ab: Wellenlängenbereich, spektrale Bandbreite, Strahlungsleistung und Bestrahlungsstärke, Abstrahlwinkel und Gleichmäßigkeit, Paket und thermischer Pfad, Antriebsschema, und Detektor und Optik passen zusammen. Diese Sequenz verwandelt eine Anwendung vollständig in eine erstellbare SWIR-LED-Spezifikation 1050 Zu 1750 nm-Band.