BSM系列短波红外模块化显微系统

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ToupTek

简介

在严格的尺寸和功率限制下,紧凑型高性能成像系统的需求推动了 CMOS 传感器技术的演变,推动了数字显微镜的重大进步。短波红外 (SWIR) 模块化显微系统(以 ToupTek SWIR 显微系统等为例)现在通过将成像范围从传统的可见光谱 (400-700 nm) 扩展到 900-1700 nm 范围,为工业和科学应用提供了变革性功能。

SWIR 模块化显微系统弥补了传统光学系统和专业红外成像之间的差距,为下一代材料和电子检测提供了无与伦比的精度。

ToupTek SWIR 模块化显微系统的主要技术特点:

  • 光学兼容性:SWIR 显微系统利用标准玻璃透镜系统,避免了中波 (MWIR) 和长波红外 (LWIR) 成像所需的反射光学元件。这种兼容性允许与传统显微镜平台无缝集成,从而降低制造成本。
  • 硅穿透能力‌:SWIR 光子的能量低于硅的带隙(1.1 eV),可以对硅基材料的内部缺陷进行无损检测,例如半导体晶片中的微裂纹或电子元件中的焊接故障‌。
  • 模块化架构:

    1) 照明模块:结合针对 SWIR 波长优化的红外LED,确保均匀的样品照明。

    2) 成像模块:高灵敏度传感器和具有大 NA 的精细光路可实现微米级分辨率和小景深。利用高灵敏度 InGaAs 传感器(例如 SWIR5000KM 系列相机)实现微米级分辨率。相机的紧凑设计(80×80×45.5 mm³)和双增益模式增强了对高速(高达 35.5fps(USB3)、93fps(CL)、118fps(10G))和低噪声成像的适应性。

    3) 机械模块‌:采用精密 CNC 加工和防振设计,可在自动化或高通量工作流程中保持稳定性‌。

系统参数

管镜系统参数
BSM-T180VA/BSM-T090VA:
  • 支持常规无限远SWIR显微物镜;
  • 管镜焦距:180mm/90mm;
  • 成像光路像面尺寸:24mm(使用180mm焦距管镜);
  • 成像光路光谱范围:900-1700nm;
  • 相机接口:C接口;
  • 照明方式:同轴落射式科勒照明;
  • 照明光源:1550/1400/1300/1200nm LED光源;
BSM-T100VA:
  • 支持高数值孔径无限远SWIR显微物镜;
  • 管镜焦距:100mm;
  • 成像光路像面尺寸:33mm(使用200mm焦距管镜);
  • 成像光路光谱范围:900-1700nm;
  • 相机接口:C接口;
  • 照明方式:同轴落射式科勒照明;
  • 照明光源:1550/1400/1300/1200nm LED光源;
显微物镜参数

品名

数值孔径

NA

工作距离

WD(mm)

焦距

f(mm)

分辨率

R(um)

物镜焦深

±D.F.(um)

FN

(mm)

重量

(g)

M Plan Apo NIR 5X

0.14

37.5

40

2.0

14

24

220

M Plan Apo NIR 10X

0.26

30.5

20

1.1

4.1

24

250

M Plan Apo NIR 20X

0.4

20

10

0.7

1.7

24

300

M Plan Apo NIR 50X

0.42

17

4

0.7

1.6

24

315

M Plan Apo NIR 50X HR

0.65

10

4

0.4

0.7

24

450

SWIR系列相机

型号

传感器型号与尺寸

像素
(um)

G光灵敏度

暗电流

数据接口

FPS/分辨率

采样平均

曝光时间 外形尺寸

SWIR5000KMA

5.0M/IMX992(M,GS)

1/1.4”(8.94x7.09)

Built-in TEC

3.45x3.45

51.5dB

48.5dB

USB3

61.9@2560x2048

135.7@1280x1024

1x1

1x1

15us~60s

80mm

SWIR3000KMA

3.0M/IMX993(M,GS)

1/1.8”(7.07x5.3)

Built-in TEC

3.45x3.45

51.5dB

48.5dB

USB3

93@2048x1536

176@1024x768

1x1

1x1

15us~60s

80mm

SWIR1300KMA

1.3M/IMX990(M,GS)

1/2”(6.40x5.12)

Built-in TEC

5x5

58.7dB

52.6dB

USB3

200@1280x1024

392@640x512

1x1

1x1

15us~60s

80mm

SSWIR330KMA

0.33M/IMX991(M,GS)

1/4”(3.20x2.56)

Built-in TEC

5x5

58.7dB

52.6dB

USB3

400@640x512

753@320x256

1x1

1x1

15us~60s

80mm

关于SWIR系列相机的详细信息请访问:短波红外 | 短波红外相机

外形尺寸

BSM-T180VA短波红外显微系统
BSM-T090VA短波红外显微系统
BSM-T100VA短波红外显微系统

应用

SWIR 模块化显微系统在以下领域至关重要

  • ‌半导体制造‌:检测硅晶片和芯片互连中的亚表面缺陷‌。
  • ‌材料科学‌:识别陶瓷或复合材料中不可见的裂缝‌。
  • ‌工业检测‌:无需破坏性拆卸即可分析组件中的亚表面结构‌。

SWIR 模块化显微系统相对于传统系统的优势总结如下

  • ‌增强材料对比度‌:SWIR 波长可提高可见光中被遮挡的特征的可见性‌。
  • ‌成本效率‌:利用现有的显微镜光学元件和价格实惠的钨丝灯/LED照明。
  • 可扩展性:模块化设计可根据特定波长、传感器或自动化需求进行定制。
芯片隐裂检测(左) 陶瓷隐裂检测(右)