物理科学和天文学用 SWIR 相机

自适应光学

通过自适应光学（AO）仪器进行波前传感和校正，可以实时减少大气湍流造成的图像失真。AO 系统可显著提高地面观测空间物体的信噪比和空间分辨率。波前传感器记录波前的快速变化，为 AO 控制和波前校正系统提供关键输入。SWIR 波长域中的波前传感越来越普遍和有效。

First Light Imaging 的 AO 产品系列包括市场领先的 SWIR 解决方案，例如 3500 fps 单光子敏感C-RED One和 600 fps InGaAsC-RED 2。该系列还包括高成本效益的C-RED 3解决方案，通过紧凑、非制冷平台提供 600 fps 的帧率。

SWIR 范围内的海王星，使用 C-RED 2。由 SCExAO、NAOJ 提供。

干涉测量

望远镜对天体进行空间分辨的能力受限于其主镜的大小。干涉测量是一种通过精确结合由多个小型望远镜收集的光线，以实现与单个主镜大小等同于整个阵列的望远镜相当的空间分辨能力（不具备光收集能力）的技术。该技术在射电天文学中有着悠久的历史，并正越来越多地被应用于可见光和红外天文台，用于分辨双星、行星系统以及恒星表面特征（如恒星斑）。干涉仪需要对阵列中收集的光进行非常精确的相位匹配，由于大气湍流的影响，这只能通过非常短的曝光时间（毫秒级）来实现。在大波长红外波段，大气相干时间往往稍长，但每次曝光的光子数仍然非常低。

First Light Imaging 的C-RED One相机能够以 3500 fps 的速度进行全帧读取和电子倍增，为要求最苛刻的 SWIR 干涉观测提供了革命性的灵敏度和速度。

进一步阅读
：CHARA阵列上的高灵敏度六望远镜干涉成像仪
：CHARA上的高角分辨率K波段成像仪
：光学/红外干涉测量技术进展

在 CHARA 阵列中以"全合一"模式运行的 MIRC-X 仪器，具有六个望远镜延迟的典型 C-RED One 探测器读数。光度测量在探测器读出左侧的每个波长通道上进行，干涉条纹在右侧形成。来自所有15个基线的条纹在非冗余空间频率上叠加。（摘自Setterholm等,2022，SPIE会议论文集12183，光学与红外干涉测量与成像VIII,121830B）

激光束轮廓测量

激光束轮廓测量是一种用于测量和分析激光束空间特性的技术。它提供关于强度分布、形状和尺寸的信息。它有多种应用：

• 监测激光质量，包括测量空间强度分布和时间稳定性。
• 激光束轮廓可用于更深入地理解 激光物理原理，并调整激光参数以实现最佳 光束成形。
• 研究光束的时域演变，例如评估环境参数（温度、 风、雪等）对激光束传播的影响。

Andor 的 C-RED 系列为 SWIR 领域的光束轮廓分析提供了一系列快速、灵敏的解决方案。C-RED 2 Lite和C-RED 3以 600 fps 的速度提供经济高效的解决方案，用于研究时间特性。C-RED One以 3500 fps 的速度提供时间分辨率。

典型的顶帽式激光功率分布。使用 C-RED 3 相机拍摄

高光谱成像

高光谱成像技术将数字成像与光谱学相结合，为传统成像技术增添了光谱维度。该技术已成熟应用于农业田地、森林及矿产资源的分析。近年来，其作为工业产品（如药物、塑料、食品等）分析的重要工具迅速崛起。

在 SWIR 波段（900-2500nm）中，高光谱成像是一种新兴的生产控制技术。同时获取物体的空间和光谱特征的优势为了解其表面的化学成分提供了宝贵的信息。

Andor 的 C-RED 相机系列提供各种快速、高灵敏度的相机，可覆盖整个 SWIR 波长范围，用于高光谱成像。C-RED 2 Lite是一款温度稳定、经济高效的解决方案，覆盖 900-1700nm 波长范围，而C-RED 2 ER可非常有效地将覆盖范围扩展到 2200nm。

混合药片通过可见光相机和高光谱成像系统（假彩色显示）拍摄。图片由First Light Imaging提供。

先进材料

SWIR 区域的光谱学可用于表征太阳能电池、量子源和纳米激光器、光学探针和生物传感功能分子（利用红外光子在生物介质中的更深探测特性）或碳纳米管和石墨烯基纳米结构等领域各种新型工程材料的光学和电子特性。

杂质/掺杂、结构应力与缺陷、发光/吸收特性、带隙测量等可通过多种技术手段进行探测，包括光致发光、电致发光、阴极发光或1064nm拉曼光谱。

iDus InGaAs 光谱检测器系列提供 1-1.7 μm 或 2.2 μm 的高灵敏度和高动态范围检测能力。结合 AndorKymera/Shamrock 分光仪、低温恒温器解决方案和 UV-NIR 分光检测器，它提供可无缝配置的强劲平台，可满足多种分光模式和/或材料类型的设置需求。

化学

光谱学可用于研究不同环境中化学物质的组成、转化过程及行为。

基于1064 nm激光的拉曼诊断技术可有效抑制某些有机物产生的干扰性自发荧光。单线态氧光谱（峰发射波长约1270 nm）可用于研究光化学反应。

iDus InGaAs 光谱检测器系列在 1-1.7 μm 范围内具有高灵敏度和高动态范围检测能力。与 AndorKymera 光谱仪、低温恒温器解决方案和 UV-NIR 光谱检测器相结合，可提供可无缝配置的强劲平台，以满足多种光谱模式和/或材料类型的设置需求。