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短波红外(SWIR)电磁频谱略高于近红外。1050-2500纳米之间的短波红外线范围远远超过了标准硅基成像传感器的检测能力。
尽管存在这一缺点，但除了诸如监视之类的环境光应用之外，SWIR机器视觉中越来越多地使用了独特的检验、分类和质量控制能力。
硅的量子效率在800纳米以上迅速衰减，因此，由于这种SWIR传感器通常基于替代化学成分，包括镓砷化镓(InGaAs)和汞碲化镉(MCT)。更现代的SWIR成像仪还使用量子点技术等单个传感器架构。正确的图像模式取决于其应用，这使得选择非常重要。
这些技术中的每一项都显著提高了可见传感器以外的成像能力 – 无论是通过它们打开的扩展光谱，还是SWIR光改变了熟悉材料呈现的独特方式。
中波红外(MWIR)光谱是MCT相机更有效。位于光谱附近SWIR波长具有在光谱区域捕捉物体发射能量的能力。在这个范围内，由于波长相对较长，光子不容易受到小直径粒子引起的瑞利散射的影响。这意味着SWIR通过烟雾、雾或雾，成像仪可以看到东西。
SWIR波长短-在900纳米到1700纳米之间-类似类似于可见光范围内的光子。SWIR目标的光谱含量不同，但生成的图像在特征上更直观，不太相似MWIR和LWIR低分辨率热行为的光带。
这种质量使它们更紧密地满足许多工业机器视觉应用程序的需求。MWIR和LWIR相比，SWIR波长短，有利于对比度强的高分辨率图像；分类和检验的重要标准。
另外，尽管在SWIR浅操作相机具有类似于可见光相机的光捕获技术，但即使在成像相同的项目中，这些相机与硅传感器创建的相机之间的图像也非常不同。
物理和化学都是造成这种现象的原因。光与物质的相互作用涉及能量的交换。当电磁能量转移到物体的分子时，它被物体的表面吸收。如果没有，能量就会反射。在另一个波长中，由于每个离散波长都有自己独特的能量定义，因此在另一个波长中出现类似的材料。
因此，SWIR相机的独特功能可以捕捉到熟悉这些高分辨率图像的项目。这些图像将与传统的硅成像仪完全不同。
在SWIR900-1700纳米窗，InGaAs传感器是目前流行的相机技术。与其他相比SWIR与成像方法相比，它们具有较高的成本效率和成熟度，是机器视觉应用中最常用的分类、检验和质量控制技术。
InGaAs传感器提供了高检测性能和快速响应速度，就像硅基探测器在可见范围内工作一样，尽管它们的光敏度取决于波长。它们是固态设备，没有百叶窗或其他移动部件，这使得它们能够抵抗振动，振动在工厂地板上很常见。热成像应用SWIR相机相比，InGaAs传统的玻璃光学不需要昂贵的硅或锗透镜。
通常在工业机器的视觉中SWIR应用的InGaAs相机不需要冷却。尽管如此，冷却传感器可以显着降低暗电流，从而提高图像质量，在某些应用中，还可以延长曝光时间，这一点可以从三台滨松InGaAs相机比较得到证明。
需要注意的是，基于量子点技术的相机是一种相对较新的相机SWIR成像技术也越来越有吸引力。这些设备在光谱波段工作InGaAs传感器重叠，这使得量子点相机成为现有技术的直接竞争对手。
与InGaAs与成像仪相比，量子点相机的量子效率(QE)较低是一个需要考虑的方面。这可能被认为是一个缺点，因为它导致相机灵敏度低。然而，这种灵敏度可能没有最初想象的那么有限，因为在受控机器的视觉应用中，SWIR照明以及QE随着技术的成熟，改进这一事实也可以合理预期。
由于量子点相机的相对新颖性，其附加成本往往较高；然而，随着技术的成熟，这种情况也可能会减少。InGaAs相机也是如此:随着人们对SWIR对机器的视觉潜力越来越感兴趣，规模经济的改善、制造技术和更高的回报率将成为降低这两种相机技术成本的因素。
与可见光波段相比，SWIR波长较长，与原子结构的相互作用非常不同，为机器视觉应用提供了一些新的、独特的成像可能性。当图像出现时SWIR光谱，熟悉的项目有很大的不同，所以强调工业机器的视觉应用无数，这将是一个困难或不可能的可见光和相机。
例如，当硅分子的带隙使材料吸收可见光和近红外波长时，硅传递较低的能量SWIR波长使半导体晶圆在这个光谱范围内变得透明。这扩大了硅晶圆内部和表面成像缺陷等原材料工业应用的选择。这种质量SWIR校准基准标记也可以通过两个晶圆的背面看到，提高了精度，这也有利于晶圆键合的应用。
产品的检测和分类是SWIR最有前途的机器视觉应用之一。在波长的物体图像中，水几乎是黑色的，因为它在1450纳米和1900纳米中具有很强的吸附性。因此，使用合适的光源或过滤器可以清楚地显示受损水果、散装谷物或灌溉作物的含水量。
然而，水分检测的价值远远超过瘀伤产品。SWIR成像可以分析染色织物或刨花板是否足够干燥以进一步加工。该成像还可以检查密封的完整性和货物包装的质量，特别是如果包括高水分项目。
各种塑料在可见波长上不透明SWIR半透明。这种半透明为密封塑料容器中的产品体积检测提供了新的方法。SWIR光穿透塑料的能力也提供了多种检测白色塑料瓶中药物填充水平的方法。
虽然塑料一词可能适用于在可见范围内看起来相似的多种聚合物化学性质，但SWIR光解释了材料之间的关键区别，并且易于识别。这种质量正在使用中SWIR相机在1100-2200纳米范围内工作的回收应用中非常有用，因为它们可以用于分选输送装置上识别不同的聚合物。
SWIR光与多种材料之间独特的相互作用目前正处于其发展潜力的开端。虽然无法预测SWIR波长将如何照亮和成像复杂的化学成分，如药物，但很明显，潜在的影响是广泛和广泛的。
检查和其他操作通常受益于窄带内的主动照明，以提高物体和特征的对比度，就像在可视范围内的机器视觉应用一样。
直到今天，包含在SWIR范围内的led通常都是低输出的，并且在光谱中范围相对较广。最近的技术进步使得在更可控、更窄的光谱范围内可以产生更高的输出。SWIR发光二极管已经达到了一个阶段，在这个阶段它们可以被控制，亮度足以成像，尽管与可见光相比，它们的输出功率会更低，光谱范围会更广。
这些光源的峰值波长为1050、1200、1300、1450和1550纳米，现在提供了足够高的功率，为机器视觉照明提供了潜在的新选择。
在SWIR范围内工作的LED光源在配置上可与传统可视范围机器视觉应用程序中使用的光源相媲美，与我们熟悉的可见LED照明相比，这种新技术具有相似之处。这些光源可以单独或组合，很像可见光led，用于实现类似复杂的图像捕获。
InGaAs传感器产量的增加和新的SWIR成像技术的发展将降低技术成本，并增加机器视觉集成商对这些选项的可访问性。广泛采用SWIR成像的最大障碍可能仅仅是缺乏研究。
虽然宽频带光源对这一范围内的某些应用程序很有用，但在特定波段内捕获数据通常会提供更适用或更合适的图像数据。要问的关键问题是，哪种波长对它们独特的应用最有效——当然，SWIR光谱拥有的波长比可见光多得多。即使是像高光谱光谱仪这样的先进工具，也必须经过反复试验才能回答这个问题。
然而，仍有许多积极因素。当用户为自己的应用程序确定了最佳的SWIR波长时，就有了更广泛的成像选择。当缩小频谱时，不再需要依赖滤波器或算法来最大化糟糕的成像方案。
SWIR发光二极管将能够在广泛选择的SWIR波长下提供强烈的照明，因此集成商有信心能够将最佳光源匹配到他们的相机和应用中。最终，许多人将能够利用在SWIR光谱中等待他们的可能性。
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