Was ist SWIR?

Kurzwelliges Infrarot (SWIR) ist ein Bereich des nicht sichtbaren Lichts im elektromagnetischen Spektrum (EMS) mit einer Wellenlänge zwischen 1000 und 2500 Nanometern (nm).

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Infrarot-Wellenlängen:

• nahes Infrarot (NIR): 700–1000 nm
• kurzwelliges Infrarot (SWIR): 1000–2500 nm
• mittleres Infrarot (MWIR): 3000–5000 nm
• langwelliges Infrarot (LWIR): 8000–14000 nm

SWIR besitzt weniger Energie als das nahe Infrarot, aber mehr als das mittlere Infrarot (MWIR). SWIR-Strahlung hat mit dem Licht des sichtbaren Spektrums (400–700 nm) einiges gemeinsam, denn Photonen in diesem Wellenlängenbereich werden von verschiedenen organischen und anorganischen Materialien in unterschiedlichem Maße reflektiert oder absorbiert. Die Erforschung des Kontrasts zwischen SWIR-reflektierenden und SWIR-absorbierenden Materialien hat die Tür zu neuen Technologien wie dem maschinellen Sehen und der hyperspektralen Bildgebung aufgestoßen.

Identifizierung und Kategorisierung von Materialien mit SWIR-LEDs

Viele organische Materialien absorbieren Strahlen im Bereich von 1000–1800 nm, was SWIR (short-wavelength infrared)-LEDs für zahlreiche Anwendungen besonders nützlich macht. Werden mehr Strahlen absorbiert, was aufgrund des hohen Feuchtigkeitsgehalts zum Beispiel bei Obst oder Gemüse der Fall ist, erscheint bei der Aufnahme mit einem SWIR-Bildgerät ein dunkleres Bild. Im Gegensatz dazu erscheinen Materialien oder Stoffe, die mehr Strahlen reflektieren, heller. Diese Art der Spektroskopie kann zur Überwachung des Nährwerts von Lebensmitteln eingesetzt werden, was eine entscheidende Rolle in der Produktion landwirtschaftlicher Erzeugnisse und verarbeiteter Lebensmittel spielt, oder zur Identifizierung von Fremdkörpern, die entfernt werden müssen.

Die SWIR-Technologie ermöglicht die Analyse von Materialeigenschaften jenseits der Sehkraft des menschlichen Auges. Insbesondere Wasser, Zucker und Proteine absorbieren den Großteil der Wellenlängen im SWIR-Spektrum. Der häufigste Bestandteil von Nahrungsmitteln, Wasser, wird aus verschiedenen Gründen gemessen, zum Beispiel um sicherzustellen, dass der Wassergehalt von gebackenen Keksen in jeder Charge gleich bleibt.

From Kyoto with Love: LED-Technik für alle Anwendungen aus einer Hand

Welche Halbleitermaterialien für die Herstellung von Leuchtdiodenchips (LED-Chips) verwendet werden, die aus einer Leuchtschicht und einem Substrat bestehen, hängt von der gewünschten Ausgangswellenlänge ab. Das Epitex-LED-Sortiment von Ushio deckt insgesamt ein breites Spektrum von 365 nm (UV) über den gesamten sichtbaren Bereich und nahes Infrarot (NIR) bis hin zu 1750 nm (SWIR) ab.

Die Epitex-LED-Serie von Ushio bietet je nach vorgesehener Anwendung die Möglichkeit, aus einer Reihe von Wellenlängen, Package-Typen und Linsen zur Modifizierung der Strahlungsverteilung und -intensität zu wählen. Weitere Anpassungen sind möglich, so sind.

In Ushios hochmodernen Produktionsanlagen im japanischen Kyoto kann der gesamte LED-Fertigungsprozess – von der Epitaxie bis zum Packaging – intern erfolgen. Gestützt auf über 30 Jahre Erfahrung im LED-Bereich und mit 1.500 möglichen Designkombinationen lassen sich die Konfigurationsanforderungen jeder Anwendung erfüllen, z. B. mehrere Wellenlängen und eine Fotodiode in einem einzigen Package.

Von A bis Z: Entwicklung und Produktion von LEDs mit Ushio Epitex

In jüngerer Zeit hat Ushio die interne Entwicklung von LED-Chips und Linsen perfektioniert, die SWIR-Wellenlängen zwischen 1050 nm und 1750 nm unterstützen. Über 15 Jahre Forschung und Erprobung haben ergeben, dass eine Galliumindiumarsenidphosphid (GaInAsP)-Leuchtschicht in Verbindung mit einem Indiumphosphid (InP)-Substrat die ideale SWIR-LED darstellt.

Mit Mittenwellenlängen in Schritten von 50 oder 100 nm bieten die SWIR-Chips von Ushio eine Wellenlängenvariation von gerade einmal ±10 nm. Die Wettbewerber, die noch am ehesten in der Lage wären, eine solche Genauigkeit zu erreichen, weisen hingegen eine Abweichung von ca. ±50 nm auf.
Die SWIR-Photodetektoren von Ushio wiederum verwenden in der Regel Indiumgalliumarsenid (InGaAs). Diese Sensoren gelten zwar als teurer als die üblichen Silizium- (Si) und CMOS-Sensoren (complementary metal-oxide-semiconductor), jedoch lassen sich mit letzteren die SWIR-Wellenlängen jenseits von 1000 nm kaum erfassen.

Konfigurieren Sie Ihre eigene SWIR-LED

Angesichts der Vielzahl an verfügbaren Konfigurationen und Varianten haben wir beschlossen, die endgültige Entscheidung in Ihre Hände zu legen. Wählen Sie Ihre bevorzugten Wellenlängen, Packagetypen, Abstrahlwinkel und Ausgangsleistungen und überlassen Sie alles Weitere unserem SWIR-LED-Konfigurator!

Benötigen Sie Hilfe? Nehmen Sie einfach Kontakt mit uns auf, und einer unserer Experten wird Sie zur richtigen Lösung führen!

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Wenn Sie mehr über SWIR erfahren möchten, wenden Sie sich über den folgenden Link an die regionalen Experten von Ushio:

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