在太阳能电池光致发光(PL)成像方面,美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究表明,在多晶硅片的缺陷带(1300–1600 nm)PL图像中,缺陷表现为**度区域,使用Princeton Instruments的InGaAs焦平面阵列相机可快速获取这些数据。该技术可在制造过程的任何阶段实施,有助于明确缺陷的材料组成或杂质类型,从而指导工艺改进以提高电池效率 。PL成像的物理机制是利用光学激发(如激光)在硅中产生电子-空穴对,通过辐射复合发射光子,InGaAs相机从900 nm到1700 nm的高灵敏度恰好匹配这一波段 。Trupke等人2006年的工作将PL成像推广为可在同时包含光和电激励条件下表征硅片和太阳能电池的多功能工具 。利用NIR-II相机实现了小鼠全身血管网络的非侵入性三维重建,无需剖离组织即可获得类似组织切片的细节。四川心肌细胞成像红外相机

关于相关学术论文,该领域的经典和代表性文献包括:Trupke等人2006年发表于《Journal of Applied Physics》的论文,***系统阐述了PL成像在硅太阳能电池表征中的应用 ;Fuyuki等人2005年的工作建立了EL成像与硅CCD相机的直接关联 ;《Solar Energy Materials and Solar Cells》期刊上关于傅里叶重建算法用于EL缺陷检测的研究,提供了自动化图像处理方法 ;以及布鲁塞尔自由大学关于CMS探测器SWIR检测的硕士论文,**了该技术在高能物理探测器质量控制中的前沿探索 。此外,Teledyne Princeton Instruments和Hamamatsu等厂商的技术白皮书和应用笔记也提供了大量实际案例数据,如NREL的多晶硅PL缺陷成像和22 nm SRAM电路发射分析 。新疆塑料分拣红外相机厂商D-BLUE1相机成功捕获了超新星SN2024xal的J波段(1.2微米)图像,并持续监测到其光度明显下降。

稀土纳米晶成像因其高量子产率而备受关注。Dong等人2013年在《Chemistry of Materials》报道了高荧光量子产率的Ag2Se量子点用于NIR-II生物成像 。Fan等人2018年则开发了寿命工程化的NIR-II纳米粒子,通过调控荧光寿命实现多靶点同时检测 。稀土纳米晶(如Nd基、Er基)由于具有特征性的窄带发射和较高的量子产率(可达40%),在NIR-IIb窗口(1500–1700 nm)展现出更优的成像性能,但此前受限于相机灵敏度,随着深制冷InGaAs相机(如NIRvana: LN)的普及,这一方向的研究正在快速增加。动态多路复用成像是近年来的技术热点。2025年发表在《Advanced Functional Materials》的综述系统总结了NIR-II荧光材料在动态多路复用生物成像中的进展,涵盖单壁碳纳米管、量子点、稀土纳米粒子和有机荧光染料四大类材料,讨论了它们在多靶点检测、病理过程评估和复杂生物机制揭示中的应用 。这类研究通常需要高速、高灵敏度的NIR-II相机支持,以捕捉不同探针在体内的动态分布和相互作用。
NIR-II红外相机在天文学领域的应用已形成多个成熟方向,涵盖太阳观测、行星成像、恒星测光、自适应光学和深空天体监测等。以下是一些具有代表性的实际案例和相关研究。在太阳磁场精细结构观测方面,中国科学院云南天文台抚仙湖太阳观测站的新真空太阳望远镜(NVST)配备了Princeton Instruments的NIRvana:640 InGaAs相机,用于获取太阳的高分辨率图像和光谱。该望远镜的科学目标是在0.3至2.5微米波段研究太阳磁场的精细结构及其演化过程。具体应用中,NIRvana:640相机成功捕获了1565.3纳米和1083.0纳米波段的太阳黑子图像,这些波段对太阳大气中的磁场敏感,有助于理解太阳活动区的能量释放机制 。1083.0纳米对应氦I三重线,是探测色球层和日冕磁场的重要诊断线,而1565.3纳米则对光球层磁场高度敏感。在能量-动量分辨光谱成像方面,布朗大学使用N相机耦合高分辨率光谱仪,实现了能量-动量分辨光谱的渲染。

自适应光学波前传感方面,短波红外相机被用于地基望远镜的自适应光学系统以补偿大气湍流。Imagine Optic公司开发的CIAO SWIR紧凑型自适应光学系统专门针对900–1700纳米波段优化,配备SWIR波前传感器(基于HASO SWIR FAST,微透镜阵列11×11,帧率可达3.5 kHz)和压电变形镜,可实时校正大气湍流引起的波前畸变,校正精度达40个模式。该系统适用于300–600毫米口径望远镜,在自由空间光通信和天文观测中均有应用潜力 。SWIR波前传感相比可见光的优势在于,长波长对大气湍流的敏感性更低,等效湍流强度减弱,从而降低了自适应光学系统的校正难度。近红外二区成像因其更深的组织穿透深度、更高的信噪比和更低的生物组织自发荧光,已成为成像的前沿技术。广东近红外成像红外相机厂商
烧伤或创伤模型中,NIR-II相机通过监测血流灌注变化来评估组织活力和愈合趋势。四川心肌细胞成像红外相机
高光谱与多模态成像系统也集成NIR-II相机。例如,将NIR-II相机与X射线、超声或可见光成像结合,构建多模态小动物成像平台,可同时获取解剖结构、功能代谢和分子靶向信息。部分研究利用可调谐滤光片或光栅分光,配合NIR-II相机实现高光谱分辨的荧光成像,用于区分光谱特征相近的不同探针或多靶点同时检测。农业与食品检测是新兴应用方向。NIR-II相机用于检测水果成熟度、谷物含水率和肉类新鲜度,利用水及特定有机分子在短波红外波段的吸收特征。相比传统近红外光谱点测量,相机提供空间分辨的图像信息,可识别品质分布的不均匀性。部分无人机载系统开始集成轻量化InGaAs相机,用于大田作物的长势监测和病虫害早期预警。四川心肌细胞成像红外相机