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SWIR 이란?
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SWIR 이란?

Short-Wave Infrared (SWIR) light는 일반적으로 파장 범위가 0.9 - 1.7μm 사이인 빛으로 정의되지만 0.7 - 2.5μm 범위의 빛으로 분류할 수도 있습니다. silicon sensor는 약 1.0μm 의 상한값을 갖고 있기 때문에 SWIR 이미징에는 SWIR 범위에서 수행 가능한 독특한 부품이 필요합니다. Indium Gallium Arsenide (InGaAs) sensors는 SWIR에서 사용되는 기본 센 서로서 일반적인 SWIR 대역을 커버하지만 최저 550nm부터 최대 2.5μm까지 확장될 수 있습니다. linear line-scan InGaAs sensors가 판매되고 있지만, area scan InGaAs sensors 는 보통 ITAR로 제한되어 있으며 적절한 라이센스가 있는 상용 어플리케이션에만 사용할 수 있습니다. SWIR imaging lenses는 SWIR 파장에 맞게 특별히 설계, 최적화 및 AR 코팅 처 리되어 있습니다.미국 정부에 의해 ITAR(International Treaty and Arms Regulations) 준수 의무를 부여받았습니다. ITAR 제한 제품은 미국 국내 및 해외에서의 생산 및/또는 판매를 위해 엄격한 수출입 규정을 준수해야 합니다. 하지만, SWIR 렌즈와 같은 렌즈는 적절한 라이센스 하에 여러 가지 상업적 용도로 사용할 수 있습니다.

Electromagnetic Spectrum Illustrating SWIR Wavelength Range
그림 1: SWIR 파장 범위를 보여 주는 전자기 스펙트럼

SWIR을 사용하는 이유는?

SWIR Imaging Lens

사물 자체에서 방출되는 Mid-Wave Infrared (MWIR) 및 Long-Wave Infrared (LWIR) 빛과는 달리 SWIR는 사물로부터 photons가 반사되고 흡수되는 VIS와 유사합니다. 이는 더 높은 해상도가 필요한 이미징에 우수한 contrast를 제공합니다. Ambient star light와 background radiance (야광)은 SWIR의 자연스런 emitter로 외부 및 야간 이미징 작업에 훌륭한 조명 을 제공합니다.

반드시 렌즈를 사용해야하며, SWIR 파장 대역 용도로 코팅 및 제작되었습니다. VIS 스펙트럼 영역으로 설계된 렌즈는 낮은 해상도의 이미지와 더 심한 왜곡을 초래하게 됩니다. SWIR 파장은 유리를 투과하기 때문에, SWIR 용도를 위한 렌즈 및 광학 부품(필터, 윈도우 등등)들은 VIS 부품에서 사용되는 동일한 기술로 제작이 가능하고 이로 인하여 비용절감 효과가 있 으며 시스템 내부에서 protective windows & filters를 사용할 수 있습니다.

Visible light를 사용하기 어렵거나 불가능한 대다수의 용도에서 SWIR을 이용할 수 있습니다. SWIR에서 이미징할 경우, 수증기, 연기 및 특정 재료(예, 실리콘)들은 투명하게 보입니다. 뿐만 아니라, VIS에서 대부분 비슷하게 보이는 색상들은 SWIR을 이용해 쉽게 구별이 가능합니다.

SWIR 용도

SWIR 이미징은 전자 회로기판 검사, 태양 전지 검사, 제품 검사, 식별 및 분류, 감시, 위조 방지, 공정 품질 제어 등을 포함한 다양한 용도에 사용됩니다. SWIR 이미징의 이점을 이해하려면 가시광 및 SWIR로 촬영한 일상적으로 많이 쓰이는 제품의 몇 가지 이미지 예를 검토해 보십시오.

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Visible Imaging of Red Apple
그림 2a: 빨간 사과의 가시광 이미지. 가시광 이미지에서는 사과가 완벽한 빨간 색으로 보이는 것을 주목하십시오. 결함이 쉽게 발견되지 않습니다.

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SWIR Imaging of Red Apple
그림 2b: 빨간 사과의 SWIR 이미지. SWIR 이미지에서는 사과에 멍이 든 게 뚜렷하게 보입니다.껍질의 결함을 검사하기가 쉽습니다.

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Visible Imaging of Baby Powder Bottle
그림 3a: 베이비 파우더 병 가시광 이미지. 가시광 이미지에서 병이 하얗고 광택이 있는 것으로 보이는 점에 주목하십시오. 안에 들어 있는 파우더는 전혀 구분할 수 없습니다.

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SWIR Imaging of Baby Powder Bottle
그림 3b: 베이비 파우더 병 SWIR 이미지. SWIR 파장에서 병은 투명합니다. 안에 들어 있는 파우더 양을 쉽게 볼 수 있습니다.

 

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Visible The Last Judgment
Figure 4a: The Last Judgment by Jan Provost and imaged in the SWIR waveband by the Detroit Institute of Arts details the artist's original intention by carefully examining the underdrawing which lies beneath the paint film. Image copyright by Detroit Institute of Arts. Used with permission.

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SWIR The Last Judgment
Figure 4b: One can see 10 trumpets underneath the archangel versus the 5 trumpets that were actually painted. The placement of the painted trumpets appears to have necessitated a reposition of the sailing vessel. The toes on top of the globe were also not painted in the same location as the original underdrawing. Image copyright by Detroit Institute of Arts. Used with permission.

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Visible Bountiful Fruit
Figure 5a: Bountiful Fruit painted by Philadelphia artist Nicole Koenitzer details the planning process of an artist when creating an oil painting. By examining the painting in the SWIR waveband one can follow the artist's thought process from initial sketch to painting and refinement of finished work.

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SWIR Bountiful Fruit
Figure 5b: As you can see, the painting originally included bananas and a frame that were omitted from the final image. Along the lower right there appears to be blotches of paint not seen in the visible waveband. Perhaps the artist began painting the background with different materials or changed her mind and touched up the painting at a later date.

Short-wave infrared (SWIR)는 특정 파장 범위를 정의하며 이 위에서 광광학 부품 및 전자 부품이 설계 및 코팅됩니다. 검사, 분류, 감시, 품질 제어 및 기타 용도에서 SWIR 이미징은 가시광에 비해 몇 가지 이점을 갖고 있습니다. 최대 resolution 및 가장 낮은 aberrations을 보장하려면 SWIR 파장 범위용으로 디자인, 최적화 및 코팅된 부품을 선택하는 것이 중요합니다. Edmund Optics와 같은 제조업체는 SWIR 렌즈 의 디자인, 생산 및 코팅에 많은 경험을 갖고 있습니다. Edmund Optics는 SWIR 스펙트럼에서의 성능에 최적화되어 있는 유리로 설계된 렌즈 어셈블리를 공급하며 SWIR용 AR 코팅은 SWIR 파장의 투과 극대화를 위해 특별히 설계되었습니다. Edmund Optics가 여러분을 위해 무엇을 할 수 있는지에 대해 알아보고 "가시광 너머를 볼 수 있나요?"라는 질문에 답하고자 하신다면 SWIR 이미징용도 페이지를 참조하십시오.

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