一、短波红外相机制冷的重要性信噪比是表征短波红外相机的成像的重要参数如下。短波红外相机芯片采用InGaAs材料其暗电流典型值可达18.75 ke⁻/pixel/s相较之下硅基探测器在常温下的暗电流仅为40 e⁻/pixel/s左右。因此短波红外相机的信噪比SNR在很大程度上受暗电流水平主导。通过制冷降低芯片温度可有效抑制暗电流所以短波相机的制冷温度大致可作为其最高SNR的参考指标。基于此我将短波红外相机的制冷温度划分为室温20℃、 -10℃、 -20℃、 -50℃、 -100℃五个等级并针对每个等级列出代表性产品。二、制冷温度等级2.1、室温20℃非制冷探测器温度随环境温度变化无内置制冷模块。该类相机体积最小、功耗低、价格最低、集成简单但暗电流值最高且随温度变化明显仅适合光照充足、高速流水线等基础工业场景无法满足弱光和精密检测需求。代表产品有品牌阿秒科技XenicsAllied Vision型号SWIR1503BG-NCBobcat 640Goldeye G-033分辨率640×512640×512640×512帧率350fps100Hz301fps像元尺寸15μm×15μm20μm×20μm15μm×15μm光谱响应范围900-1700nm900-1700nm900-1700nm量子效率75%1350nm87%1550nm81%1500nm制冷温度非制冷非制冷非制冷暗电流18.75 ke⁻/pixel/s10ke⁻/pixel/s11ke⁻/pixel/s2.2、-10℃浅制冷采用单级TEC制冷技术可稳定将探测器温度降至-10℃。-10℃的制冷小幅压制暗电流相机结构简单功耗较低兼顾成本与低噪声。多用于食品分选、农产品分拣、多数工业视觉应用。代表产品有品牌阿秒科技Blue VisionRaptor Photonics型号SWIR051AUBV-C2901-GENinox 640 Ⅱ分辨率1280×1024640×512640×512帧率392fps62fps120Hz像元尺寸5μm×5μm20μm×20μm15μm×15μm光谱响应范围400-1700nm950-1700nm600-1700nm量子效率75%1150nm70%1600nm91%1300nm制冷温度-10℃-10℃-15℃暗电流383e⁻/s/pixel2 ke⁻/pixel/s 750 e⁻/pixel/s2.3、-20℃标准制冷-20℃是目前短波红外相机市场的通用标准制冷档位依托成熟的双级TEC制冷技术温控稳定在设备体积、功耗、成像性能之间实现最优平衡。适配绝大多数半导体检测、激光分析、高光谱成像、实验室弱光成像需求。代表产品有品牌阿秒科技NITAllied Vision型号SWIR1503BUHiPe SenS 640Goldeye G-030 VSWIR TEC1分辨率640×512640×512636×508帧率724fps230fps100fps像元尺寸15μm×15μm15μm×15μm25μm×25μm光谱响应范围900-1700nm900-1700nm900-1700nm量子效率75%1350nm85%70%1550nm制冷温度-20℃-20℃-20℃暗电流18.75 ke⁻/pixel/s 1.5ke⁻/pixel/s4.8 ke⁻/pixel/s2.4、-50℃深度制冷采用真空封装腔体和多级TEC深度制冷架构可稳定维持-50℃超低温工作状态。探测器暗电流被极致抑制支持秒级长时间曝光能够精准捕捉微弱光信号。该档位是高端科研场景的核心选型广泛用于荧光成像、拉曼光谱检测、显微精密检测、生物组织成像等高精度领域。代表产品有品牌阿秒科技XenicsTeledyne型号SWIR1503BU-DCCheetah TE3NIRvana HS分辨率640×512640×512640×512帧率300fps111Hz250fps像元尺寸15μm×15μm20μm×20μm20μm×20μm光谱响应范围900-1700nm900-1700nm900-1600nm量子效率75%1350nm85%1550nm73%1550nm制冷温度-50℃-50℃-55℃暗电流131.56 e⁻/pixel/s1ke⁻/pixel/s500 e⁻/pixel/s2.5、-100℃极深制冷该类型相机采用液氮或斯特林机械制冷技术可将探测器温度降至-100℃及以下达到行业极致降噪水平可实现极弱光子计数成像曝光时间可长达数小时。该类设备成像精度顶尖但体积大、功耗高、维护成本高适配天文观测、尖端精密光谱测量、超长时间曝光光谱分析等场景。代表产品有品牌LytidTeledyne型号SIRISNRL-640分辨率640 × 512640 × 512帧率200fps2.77fps像元尺寸15 μm×15 μm20 μm×20 μm光谱响应范围900 nm -1700 nm900nm - 1600 nm量子效率QE≥76%1500 nm80%制冷温度-196℃-190°C暗电流10 e⁻/pixel/s10 e⁻/pixel/s
