要回答同樣檢測(cè)1550nm激光的(dí)光束品(pǐn)質，如何(hé)在膠體(tǐ)量(liáng)子點(diǎn)相機，鍍(dù)磷光層矽光相機，InGaAs相(xiāng)機(jī)間權衡選(xuǎn)擇(zé)這(zhè)樣的(dí)問題，*簡單的是把(bǎ)Ophir-Spiricon公司(sī)對(duì)應的3款(kuǎn)常用(yòng)常用(yòng)相(xiāng)機的參數表(biǎo)做一個排列比較。

1. 波(bō)長範(fàn)圍：

膠體(tǐ)量子(zǐ)點相(xiāng)機SP301Q波(bō)長範(fàn)圍最寬：400-1700nm,通用(yòng)性*好(hǎo)

鍍磷(lín)光層(céng)矽(guī)光(guāng)相機SP403P波(bō)長範圍(wéi)最(zuì)窄(zhǎi)：1440-1605nm 明(míng)顯是通訊波段專用機型

InGaAs相(xiāng)機SP1203是(shì)經(jīng)典近(jìn)紅(hóng)外(wài)相機波段覆蓋：900-1700nm

如果追求適應麵更(gēng)廣的話，顯然膠(jiāo)體量(liáng)子點(diǎn)相機(jī)SP301Q會勝出(chū)。此時提請(qǐng)讀者(zhě)注意，光(guāng)譜(pǔ)範(fàn)圍寬(kuān)是好處也會(huì)有(yǒu)缺點(diǎn)，因(yīn)為(wéi)客(kè)戶的測試(shì)環境可能會有較(jiào)強(qiáng)的(dí)環境光(guāng)，此(cǐ)時相(xiāng)機的光(guāng)譜(pǔ)響應範圍越寬則相機采集的(dí)環(huán)境(jìng)光(guāng)本(běn)底(dǐ)越高。所(suǒ)以通常而(ér)言(yán)，采購膠(jiāo)體量子點相(xiāng)機SP301Q會(huì)增配(pèi)一(yī)個可拆(chāi)裝(zhuāng)的Long Pass長通(tōng)濾光片（產品(pǐn)號SP98012)，將(jiāng)可(kě)見光波(bō)段的環境(jìng)光盡(jìn)量(liáng)截止(zhǐ)掉(diào)，提(tí)升NIR成(chéng)像(xiàng)信噪比(bǐ)。進一步討(tǎo)論(lùn)，如果待測激光信(xìn)號特(tè)別弱同時(shí)環境光(guāng)特別強(qiáng)時，客(kè)戶甚(shèn)至可以(yǐ)考慮(lǜ)采購對應激(jī)光波(bō)長的帶通濾(lǜ)光片，這(zhè)就是(shì)所謂(wèi)的Laser Clean-up Filter;其帶寬(kuān)通常(cháng)在3-30nm不(bù)等(děng)，足以(yǐ)強(qiáng)烈的截(jié)止(zhǐ)掉環境雜散(sàn)光。

2. 有效(xiào)感光(guāng)尺寸(cùn)與大(dà)光斑(bān)檢測：

鍍磷光(guāng)層矽光相(xiāng)機SP403P：12.3*12.3mm 相對(duì)更(gēng)大(dà)，可適合檢測(cè)更大的(dí)激光光斑，靶麵為(wéi)正方形，相對更(gēng)適(shì)合做(zuò)激光光束分析。如果(guǒ)是(shì)諸如(rú)VCSEL,LED等(děng)大發(fā)散角，大光斑的場(cháng)合，三種相機(jī)均可以考(kǎo)慮選擇(zé)增配(pèi)WB-I SWIR(Ophir產品號(hào)SP90605)，涵蓋測(cè)試激光尺寸10-45mm範(fàn)圍(wéi)

WB-I附件(jiàn)可以適(shì)配測(cè)試10到45mm的(dí)大光(guāng)斑

3. 空間(jiān)分辨率與(yǔ)小(xiǎo)光斑(bān)檢(jiǎn)測(cè)：

截(jié)取表(biǎo)格來看，像(xiàng)素(sù)數目最多，像素尺(chǐ)寸(cùn)最小的鍍(dù)磷(lín)光層矽光相機SP403P反(fǎn)而不(bù)是有效空(kōng)間(jiān)分辨(biàn)率*高(gāo)的。SP403P最小適合(hé)檢測激光直徑(jìng)是600um，而其他兩款最小(xiǎo)適合檢測激光(guāng)直(zhí)徑是150um；這(zhè)個數(shù)值是怎麼(mó)來的呢？我(wǒ)們(mén)知(zhī)道，為(wéi)了(liǎo)保(bǎo)障激光(guāng)直徑測(cè)量與計算的(dí)準確度(dù)，要求(qiú)相機(jī)至(zhì)少(shǎo)有每軸10個(gè)像(xiàng)素涵蓋住(zhù)待測激光的直徑(jìng)；那(nà)麼膠(jiāo)體量(liáng)子點相機(jī)SP301Q和InGaAs相機的15um像(xiàng)素尺寸乘(chéng)10倍就是其(qí)相機最小(xiǎo)適合檢(jiǎn)測激光直(zhí)徑(jìng)150um了；而鍍(dù)磷光層(céng)矽光相機(jī)SP403P在(zài)檢測1.5mm以下(xià)直徑的激光光(guāng)斑(bān)時，其感(gǎn)光CMOS芯(xīn)片(piàn)上麵鍍的(dí)磷(lín)光層所(suǒ)自(zì)帶的光(guāng)暈(yùn)現象(xiàng)就開(kāi)始對測量結(jié)果(guǒ)產生(shēng)幹擾了(liǎo)。換而言之，因為(wéi)磷光體發(fā)光(guāng)的光暈現象，使(shǐ)得SP403P的(dí)最小適(shì)合(hé)檢測激光直徑(jìng)是600um。

那麼(mó)如果用(yòng)戶(hù)的待(dài)測(cè)激(jī)光光斑(bān)強(qiáng)烈聚(jù)焦後光(guāng)斑(bān)小(xiǎo)於(yú)150um或(huò)單個(gè)發(fā)光點(diǎn)的近(jìn)場光斑本(běn)身就小(xiǎo)如(rú)何(hé)解(jiě)決呢？可(kě)以(yǐ)增(zēng)購(gòu)一個4x的激(jī)光擴束器(Ophir產(chǎn)品編碼(mǎ)SPZ17022),則可(kě)將SP301Q/SP1203相機(jī)的最(zuì)小(xiǎo)適(shì)合(hé)檢(jiǎn)測(cè)激(jī)光直(zhí)徑減小(xiǎo)到37.5um；而SP403P適合到(dào)150um；另(lìng)外(wài)如果希望檢(jiǎn)測(cè)從(cóng)單(dān)模光纖或者(zhě)是激(jī)光(guāng)二(èr)極管(guǎn)結(jié)發射的(dí)出(chū)射(shè)光(guāng)的近場分布(bù)呢(ní)？可以考慮(lǜ)增加不等放大(dà)倍(bèi)率(shuài)的(dí)顯(xiǎn)微物鏡(jìng)做(zuò)激(jī)光光斑的(dí)近場采樣(yàng)，同(tóng)時請(qǐng)注意常規(guī)顯微物鏡(jìng)的光譜優(yōu)化(huà)範圍隻在(zài)可見光附(fù)近，而檢測(cè)紅(hóng)外(wài)激光(guāng)近(jìn)場光(guāng)斑(bān)時，顯(xiǎn)微物(wù)鏡的適(shì)配(pèi)範(fàn)圍(wéi)也(yě)要(yào)選購達到待(dài)測(cè)激光的(dí)波長(cháng)範圍。

4. 動態範圍是怎(zěn)麼來的(dí)：

就激光光束品質檢測相機而(ér)言，其(qí)動態範圍(wéi)指(zhǐ)的是成像芯片(piàn)在某(mǒu)波長的飽(bǎo)和(hé)光強除(chú)以芯片工作(zuò)時的(dí)本體噪聲(shēng)（如果(guǒ)以(yǐ)信(xìn)噪比為(wéi)1:1為(wéi)最小可(kě)檢測(cè)信號的標準(zhǔn)，則(zé)此數值(zhí)定義為最(zuì)小可(kě)檢(jiǎn)測(cè)光強(qiáng)）；就三(sān)款(kuǎn)相機做(zuò)簡單介紹，在1550nm處(chǔ)：

膠(jiāo)體量(liáng)子(zǐ)點相(xiāng)機SP301Q飽和光(guāng)強0.3mW/cm²；最小(xiǎo)可檢(jiǎn)測光強5nW/cm²；上限高(gāo)，下(xià)限低(dī)，使(shǐ)得相機的(dí)動態範圍(wéi)很高(gāo)55dB；適合通用型多用途(tú)。

鍍磷光層矽光相機(jī)SP403P飽(bǎo)和光(guāng)強(qiáng)60mW/cm²上限很高(gāo)；最小(xiǎo)可(kě)檢測(cè)光(guāng)強(qiáng)30uW/cm²下(xià)限(xiàn)不夠低(dī)；主(zhǔ)要原因(yīn)是因(yīn)為(wéi)鍍磷光層的量(liáng)子(zǐ)效率不(bù)高導致，缺點是導致動態(tài)範圍約32dB不高(gāo)（但是多(duō)數應用(yòng)下(xià)都夠用(yòng)，因(yīn)為(wéi)此動態範圍已經足(zú)以保(bǎo)證各項(xiàng)激光(guāng)參數檢測與計(jì)算的(dí)準(zhǔn)確度）；優點是(shì)由(yóu)於芯(xīn)片飽和光強很高(gāo)，多(duō)數(shù)情(qíng)況下SP403P相(xiāng)機自(zì)帶的中(zhōng)性(xìng)衰減(jiǎn)片(piàn)就已(yǐ)經夠用(yòng)，可(kě)以用(yòng)*經(jīng)濟(jì)便捷的(dí)方式達到(dào)測(cè)試目的。

InGaAs相機SP1203的飽和光(guāng)強(qiáng)0.2uW/cm²；最小可(kě)檢測(cè)光(guāng)強未標(biāo)注，相機(jī)動態範圍(wéi)非常高68dB；

這(zhè)裏麵需(xū)要(yào)簡(jiǎn)單說(shuō)明(míng)的是SP1203的(dí)的(dí)飽和光強較低(dī)，是0.2uW/cm²，建(jiàn)議(yì)用戶要(yào)高(gāo)度(dù)重(zhòng)視激光衰(shuāi)減環(huán)節(jié)，匹配(pèi)此相機幾(jī)乎一(yī)定需(xū)要增購諸如(rú)激(jī)光分(fēn)束器(qì)等(děng)額(é)外(wài)的衰(shuāi)減(jiǎn)器附(fù)件(jiàn)。SP1203相機最(zuì)小(xiǎo)可檢(jiǎn)測光(guāng)強(qiáng)在pW量級，SP1203高靈(líng)敏度(dù)低(dī)噪聲(shēng)是其相(xiāng)機(jī)動態(tài)範(fàn)圍(wéi)非常高(gāo)68dB的主要原因(yīn)；需(xū)要(yào)說明(míng)的(dí)是在客戶現場應(yīng)用時如(rú)果(guǒ)要極(jí)*發(fā)揮(huī)這(zhè)麼高(gāo)的動態範圍，用戶需要精(jīng)益求精(jīng)的考慮(lǜ)環境(jìng)雜(zá)散光的(dí)隔(gé)絕(jué)與抑製（測(cè)試(shì)環(huán)境較難控(kòng)製(zhì)也是(shì)SP1203不(bù)標(biāo)注最小(xiǎo)可檢測光(guāng)強的(dí)原因(yīn)，一定(dìng)程度上(shàng)避(bì)免使(shǐ)用者的錯(cuò)誤(wù)期待）。

5. 像素(sù)功率感應(yīng)綫性(xìng)度與(yǔ)像素感應一(yī)致度：

· 像素(sù)功率感(gǎn)應(yīng)綫性(xìng)度(dù)指的(dí)是針對於(yú)一個像(xiàng)素考量(liáng)，接收光(guāng)功率(shuài)輻(fú)射後其電信號輸(shū)出的綫(xiàn)性度

· 像(xiàng)素感(gǎn)應(yīng)一致(zhì)度(dù)指的(dí)是陣(zhèn)列式成(chéng)像芯(xīn)片(piàn)上承受(shòu)均(jūn)匀光輻(fú)射時，考(kǎo)察所有像(xiàng)素電(diàn)信號(hào)輸出(chū)的(dí)一致度

從(cóng)參數(shù)指標上(shàng)觀察膠(jiāo)體量子點相機SP301Q好(hǎo)於鍍磷(lín)光(guāng)層(céng)矽(guī)光相機SP403P；這些指標(biāo)在(zài)InGaAs相(xiāng)機(jī)SP1203上(shàng)並(bìng)未(wèi)標(biāo)注(zhù)，其(qí)原因(yīn)是(shì)從(cóng)相機(jī)製造(zào)工藝上看，InGaAs紅(hóng)外(wài)相(xiāng)機(jī)的(dí)製造工藝難(nán)度(dù)遠(yuǎn)高(gāo)於(yú)矽基芯(xīn)片的CMOS相(xiāng)機製(zhì)造工藝(yì)，其像(xiàng)素感應一(yī)致度遠(yuǎn)差於矽基(jī)CMOS相機；解(jiě)決的方(fāng)式(shì)是SP1203相(xiāng)機出廠前(qián)會(huì)校(xiào)準每一個(gè)像(xiàng)素的響(xiǎng)應曲(qū)綫(xiàn)，使(shǐ)用設備(bèi)時自動調用(yòng)校準(zhǔn)數據，歸一(yī)化(huà)掉不一(yī)致(zhì)性(xìng)的(dí)偏(piān)差。

綜合評(píng)價：

· 膠體量(liáng)子(zǐ)點(diǎn)相機(jī)SP301Q：光譜(pǔ)範圍寬，動(dòng)態範圍(wéi)大，綫性(xìng)度高(gāo)，通(tōng)用性好，且無需出口許(xǔ)可；是多(duō)數(shù)近紅外激光光束品(pǐn)質(zhì)分析應用(yòng)的首*機(jī)型(xíng)。

· 鍍磷(lín)光(guāng)層(céng)矽光(guāng)相(xiāng)機SP403P：飽(bǎo)和(hé)光強上(shàng)限(xiàn)高，光譜(pǔ)範圍(wéi)窄，隻適(shì)合(hé)於1550nm附(fù)近波段的激光光(guāng)束品(pǐn)質分(fēn)析，可(kě)以(yǐ)利用最(zuì)簡(jiǎn)潔(jié)的配(pèi)置(zhì)*經(jīng)濟有(yǒu)效(xiào)的(dí)完(wán)成(chéng)工作(zuò)。

· InGaAs相機SP1203：動態(tài)範圍很高，靈敏度(dù)很(hěn)高，也正因(yīn)此(cǐ)可(kě)用於(yú)軍事用(yòng)途，需(xū)要出口(kǒu)許可審批。用(yòng)好此相機(jī)需要認真考(kǎo)量(liáng)激光衰(shuāi)減(jiǎn)與(yǔ)環境雜散光控(kòng)製等(děng)細節(jié)。

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