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Telecamera Nir (InGaAs) Flir SC2500

La regione spettrale del vicino infrarosso (NIR) Ŕ stata tradizionalmente considerata come quella fra i 750nm ed i 1.100nm. Questi limiti corrispondono rispettivamente al limite dell'occhio umano e la fine di sensibilitÓ dei sensori al Silicio. CCD al Silicio sono state infatti utilizzate per applicazioni di Imaging in questa banda spettrale, ma le limitazioni dovute alla trasparenza del Silicio per lunghezze d'onda superiori ai 1.100nm sono state molteplici. Sono infatti presenti molti fenomeni nella banda 1.100 ľ 2.500nm evidenziati solamente grazie agli sviluppi tecnologici che hanno portato alla realizzazione delle Telecamere InGaAs (Indium Gallium Arsenide), che senza bisogno di raffreddamenti criogenici riescono a raggiungere, nella banda spettrale di pertinenza, picchi di sensibilitÓ pari al 95%.
Gli ultimi sviluppi tecnologici apportati dalla Flir Systems hanno inoltre permesso di realizzare sensori con pochissimi bad pixels, peraltro mascherati da algoritmi appropriati nella visualizzazione dell'immagine finale.

La telecamera InGaAs della Flir Systems si chiama SC2500 e ha le seguenti caratteristiche generali:

  • Materiale sensore: InGaAs
  • Risoluzione pixel/pitch: 320 x 256 array a 30 Ám
  • Risposta spettrale: da 0,9 a 1,7 Ám (da 0,4 a 1,7 Ám opzionale)
  • Full frame rate: 340 Hz (15 kHz max con modalitÓ a finestra 128 x 8 pixel)
  • Tempo di integrazione acquisizione dati: da 400 ns a 1 s per incrementi di 1 Ás
  • Interfaccia ottica: Removable C-mount with filter holder
  • Supporto filtro: per filtri a densitÓ neutra e spettrali, 25,4 x 2 mm di spessore
  • Ingressi: segnali trigger e lock-in (per un'acquisizione del segnale ottimizzata)
  • Uscite: analogica (NTSC e PAL) e digitale (GigE e CAMLINK)
 Caratteristiche complete SC2500

 

APPLICAZIONI

  • Restauro: si riesce a vedere attraverso pigmenti e vernici
  • Esame documenti: si guarda attraverso inchiostri e fluidi di correzione
  • Caratterizzazione di Laser e sistemi ottici: studio di Laser per telecomunicazioni e fibre ottiche
  • Rilevazione di acqua: grazie all'assorbimento dell'acqua in banda NIR
  • Ispezione di semiconduttori: vedendo attraverso il Silicio di possono esaminare i circuiti sul retro del wafer
  • Spettroscopia NIR: analisi di sostanza chimiche, cibi e prodotti tessili
  • Astronomia: imaging all'infrarosso
  • Scene dinamiche correlazionate: grazie all'elevato frame rate ed alla possibilitÓ di sincronizzazione

RESTAURO: RIVELAZIONE DISEGNO SOTTO PIGMENTAZIONE

Illuminando un dipinto con una sorgente infrarossa ed applicando la tecnica della rflettografia Ŕ possibile acquisire una immagine "infrarossa" del disegno sottostande il colore passato dall'artista. Nell'immagine di seguito riportata si pu˛ notare che nel disegno sottostante l'artista aveva previsto la presenza di un occhio che Ŕ in seguito stato nascosto dalla pittura

ISPEZIONE DI SEMICONDUTTORI

Il Silicio diviene trasparente a lunghezze superiori ai 1.100nm Abbiamo evidenziato nell'immagine sottostante come questa trasparenza avvenga in maniera graduale e proporzinale all'aumentare delle lunghezze d'onda. Per ottenere le tre immagini sono stati utilizzati filtri interferenziali con centri a 1.000nm, 1.050nm e 1.100nm (andando da sinistra verso destra) e 20nm di banda passante. La linea centrale evidente a 1.100nm Ŕ stata realizzata con inchiostro per evidenziare la superficie del Silicio.

CARATTERIZZAZIONE DI LASER E SISTEMI OTTICI

La rivoluzione Internet degli ultimi 5 anni ha aumentato notevolmente la richiesta di telecomunicazioni a banda larga. Questo ha portato ad una innovazione tecnologica (DWDM) grazie alla quale vengono trasmesse in una sola finra ottica pi¨ lunghezze d'onda. Le frequenze di maggior interesse, sia per laser che per rilevatori sono 1.300 nm e 1.550nm. I processi di costruzione necessitano precise misure di distribuzione spaziale dell'energia del Laser, al fine di accoppiarla nella maniera pi¨ efficace possibile ad una fibra, una guida d'onda o altri apparati ottici.
Il modo migliore per perseguire questa tipologia di analisi Ŕ inviare il laser direttamente sul sensore, in questo caso una Telecamera InGaAs Ŕ ideale sia per sensibilitÓ spettrale che per resistenza al danneggiamento (tipicamente 1 watt/cm2 ). Ulteriore vantaggio Ŕ la dinamica a 14 bit che permette un'analisi accurata sia nella regione centrale con alti conteggi che nelle regioni di bordo con bassi conteggi. L'immagine di seguito chiarisce molti degli aspetti trattati:

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