用于短波红外（SWIR）相机的石墨烯

短波红外（SWIR）光是近红外和中波红外之间的红外光谱的一部分。SWIR在夜间成像、农业监测或食品检测等应用中非常有用。因此，到2027年，SWIR红外热像仪的预计市场规模将超过4亿美元。

图片：使用SWIR检测食品瘀伤。资料来源：RJ威尔逊。

在这个波段，植被的颜色与土壤不同，土壤之间看起来是深棕色到浅棕色，这取决于土壤类型。城市地区也有独特的颜色，雪，冰和云也是如此。基于SWIR的相机可以区分硬木和针叶树，或人口稠密和人口稀少的城市地区。该技术还可用于对不同类型的岩层以及表面散发的热量进行分类。

图像：SWIR红外热像仪透过雾气看穿。资料来源：美国宇航局。

SWIR还可用于半导体晶圆和芯片的质量检测。由硅制成的晶圆和芯片对SWIR光是透明的。具有红外照明的硅基器件的正面或背面照明可实现晶圆对准标记、颗粒、微裂纹和其他精细特征的成像。该技术还用于各种生产过程，例如热玻璃和熔融金属检测。

图片：硅晶圆检测。资料来源：RJ威尔逊。

目前，砷化铟镓（InGaAs）最常用于制造SWIR探测器。SWIR成像产品更广泛应用的最终挑战是基于InGaAs的SWIR探测器的高成本。目前市场上的SWIR相机售价超过10，000美元，更常见的是接近20，000美元。高昂的价格与InGaAs的复杂制造有关，这也阻止了探测器产量的增加。显然，这种备受推崇的应用需要新材料。

石墨烯旗舰已将GBIRCAM作为其先锋项目之一，选择基于石墨烯的SWIR相机作为石墨烯在不久的将来最具潜力的应用之一。与使用多个不同的传感器或相机相比，使用一个具有宽光谱分辨率的石墨烯超像素器件可以降低广谱成像的成本，使企业更容易使用该技术，不仅用于产品中的传感器集成，而且从最终用户的角度来看。

最终的宽带相机产品，包括SWIR频谱，使用单个探测器阵列，将在三年项目结束时以商业前规模的操作环境运行。至此，多元素石墨烯超像素的单焦平面阵列将在定制的读出集成电路（ROIC）上实现，并与必要的透镜系统，机械外壳和软件集成在一起。

图片：基于石墨烯的宽带相机。图片来源：石墨烯旗舰。

与此同时，欧洲创新委员会的一个创新快速通道（FTI）项目旨在开发G-IMAGER的市场采用，G-IMAGER是一种基于晶圆上石墨烯技术的石墨烯成像仪。G-Imager是一款短波红外（SWIR）探测器，用于半导体检测、分选系统、光谱学高光谱成像和监控。在该溶液中，石墨烯用作电荷反导层。

图像：余烬的线性阵列传感器覆盖了可见分光光度计-SWIR光谱范围。

在由Emberion Oy领导的该项目中，我们开始了构建和营销G-Imager的过程，这将使核心价格大幅下降，使市场交易量成倍增加。导致工业采用G-IMAGER技术的主要努力是将石墨烯和成像仪晶圆生产能力扩展到超过10，000个晶圆/年，以提高工艺良率，并在石墨烯铸造厂内的定制快速原型生产线上实施自动化和优化的质量控制。

其他人也在开发基于石墨烯的SWIR传感器，例如西班牙分拆的Qurv技术，其目标是自动驾驶中的应用。该技术依赖于石墨烯与半导体量子点的相互作用，并与机器视觉相结合，为车辆提供比任何其他技术更多的有关周围环境的信息。

随着如此多的发展，预计基于石墨烯的SWIR相机迟早将进入从食品检验到自动驾驶的广泛市场。