要回答同樣檢測1550nm激光的光束品質(zhì)，如何在膠體量子點(diǎn)相機(jī)，鍍磷光層硅光相機(jī)，InGaAs相機(jī)間權(quán)衡選擇這樣的問題，*簡單的是把Ophir-Spiricon公司對應(yīng)的3款常用常用相機(jī)的參數(shù)表做一個(gè)排列比較。

1. 波長范圍：

膠體量子點(diǎn)相機(jī)SP301Q波長范圍最寬：400-1700nm,通用性*好

鍍磷光層硅光相機(jī)SP403P波長范圍最窄：1440-1605nm 明顯是通訊波段專用機(jī)型

InGaAs相機(jī)SP1203是經(jīng)典近紅外相機(jī)波段覆蓋：900-1700nm

如果追求適應(yīng)面更廣的話，顯然膠體量子點(diǎn)相機(jī)SP301Q會勝出。此時(shí)提請讀者注意，光譜范圍寬是好處也會有缺點(diǎn)，因?yàn)榭蛻舻臏y試環(huán)境可能會有較強(qiáng)的環(huán)境光，此時(shí)相機(jī)的光譜響應(yīng)范圍越寬則相機(jī)采集的環(huán)境光本底越高。所以通常而言，采購膠體量子點(diǎn)相機(jī)SP301Q會增配一個(gè)可拆裝的Long Pass長通濾光片（產(chǎn)品號SP98012)，將可見光波段的環(huán)境光盡量截止掉，提升NIR成像信噪比。進(jìn)一步討論，如果待測激光信號特別弱同時(shí)環(huán)境光特別強(qiáng)時(shí)，客戶甚至可以考慮采購對應(yīng)激光波長的帶通濾光片，這就是所謂的Laser Clean-up Filter;其帶寬通常在3-30nm不等，足以強(qiáng)烈的截止掉環(huán)境雜散光。

2. 有效感光尺寸與大光斑檢測：

鍍磷光層硅光相機(jī)SP403P：12.3*12.3mm 相對更大，可適合檢測更大的激光光斑，靶面為正方形，相對更適合做激光光束分析。如果是諸如VCSEL,LED等大發(fā)散角，大光斑的場合，三種相機(jī)均可以考慮選擇增配WB-I SWIR(Ophir產(chǎn)品號SP90605)，涵蓋測試激光尺寸10-45mm范圍

WB-I附件可以適配測試10到45mm的大光斑

3. 空間分辨率與小光斑檢測：

截取表格來看，像素?cái)?shù)目最多，像素尺寸最小的鍍磷光層硅光相機(jī)SP403P反而不是有效空間分辨率*高的。SP403P最小適合檢測激光直徑是600um，而其他兩款最小適合檢測激光直徑是150um；這個(gè)數(shù)值是怎么來的呢？我們知道，為了保障激光直徑測量與計(jì)算的準(zhǔn)確度，要求相機(jī)至少有每軸10個(gè)像素涵蓋住待測激光的直徑；那么膠體量子點(diǎn)相機(jī)SP301Q和InGaAs相機(jī)的15um像素尺寸乘10倍就是其相機(jī)最小適合檢測激光直徑150um了；而鍍磷光層硅光相機(jī)SP403P在檢測1.5mm以下直徑的激光光斑時(shí)，其感光CMOS芯片上面鍍的磷光層所自帶的光暈現(xiàn)象就開始對測量結(jié)果產(chǎn)生干擾了。換而言之，因?yàn)榱坠怏w發(fā)光的光暈現(xiàn)象，使得SP403P的最小適合檢測激光直徑是600um。

那么如果用戶的待測激光光斑強(qiáng)烈聚焦后光斑小于150um或單個(gè)發(fā)光點(diǎn)的近場光斑本身就小如何解決呢？可以增購一個(gè)4x的激光擴(kuò)束器(Ophir產(chǎn)品編碼SPZ17022),則可將SP301Q/SP1203相機(jī)的最小適合檢測激光直徑減小到37.5um；而SP403P適合到150um；另外如果希望檢測從單模光纖或者是激光二極管結(jié)發(fā)射的出射光的近場分布呢？可以考慮增加不等放大倍率的顯微物鏡做激光光斑的近場采樣，同時(shí)請注意常規(guī)顯微物鏡的光譜優(yōu)化范圍只在可見光附近，而檢測紅外激光近場光斑時(shí)，顯微物鏡的適配范圍也要選購達(dá)到待測激光的波長范圍。

4. 動態(tài)范圍是怎么來的：

就激光光束品質(zhì)檢測相機(jī)而言，其動態(tài)范圍指的是成像芯片在某波長的飽和光強(qiáng)除以芯片工作時(shí)的本體噪聲（如果以信噪比為1:1為最小可檢測信號的標(biāo)準(zhǔn)，則此數(shù)值定義為最小可檢測光強(qiáng)）；就三款相機(jī)做簡單介紹，在1550nm處：

膠體量子點(diǎn)相機(jī)SP301Q飽和光強(qiáng)0.3mW/cm2；最小可檢測光強(qiáng)5nW/cm2；上限高，下限低，使得相機(jī)的動態(tài)范圍很高55dB；適合通用型多用途。

鍍磷光層硅光相機(jī)SP403P飽和光強(qiáng)60mW/cm2上限很高；最小可檢測光強(qiáng)30uW/cm2下限不夠低；主要原因是因?yàn)殄兞坠鈱拥牧孔有什桓邔?dǎo)致，缺點(diǎn)是導(dǎo)致動態(tài)范圍約32dB不高（但是多數(shù)應(yīng)用下都夠用，因?yàn)榇藙討B(tài)范圍已經(jīng)足以保證各項(xiàng)激光參數(shù)檢測與計(jì)算的準(zhǔn)確度）；優(yōu)點(diǎn)是由于芯片飽和光強(qiáng)很高，多數(shù)情況下SP403P相機(jī)自帶的中性衰減片就已經(jīng)夠用，可以用*經(jīng)濟(jì)便捷的方式達(dá)到測試目的。

InGaAs相機(jī)SP1203的飽和光強(qiáng)0.2uW/cm2；最小可檢測光強(qiáng)未標(biāo)注，相機(jī)動態(tài)范圍非常高68dB；

這里面需要簡單說明的是SP1203的的飽和光強(qiáng)較低，是0.2uW/cm2，建議用戶要高度重視激光衰減環(huán)節(jié)，匹配此相機(jī)幾乎一定需要增購諸如激光分束器等額外的衰減器附件。SP1203相機(jī)最小可檢測光強(qiáng)在pW量級，SP1203高靈敏度低噪聲是其相機(jī)動態(tài)范圍非常高68dB的主要原因；需要說明的是在客戶現(xiàn)場應(yīng)用時(shí)如果要極*發(fā)揮這么高的動態(tài)范圍，用戶需要精益求精的考慮環(huán)境雜散光的隔絕與抑制（測試環(huán)境較難控制也是SP1203不標(biāo)注最小可檢測光強(qiáng)的原因，一定程度上避免使用者的錯(cuò)誤期待）。

5. 像素功率感應(yīng)線性度與像素感應(yīng)一致度：

· 像素功率感應(yīng)線性度指的是針對于一個(gè)像素考量，接收光功率輻射后其電信號輸出的線性度

· 像素感應(yīng)一致度指的是陣列式成像芯片上承受均勻光輻射時(shí)，考察所有像素電信號輸出的一致度

從參數(shù)指標(biāo)上觀察膠體量子點(diǎn)相機(jī)SP301Q好于鍍磷光層硅光相機(jī)SP403P；這些指標(biāo)在InGaAs相機(jī)SP1203上并未標(biāo)注，其原因是從相機(jī)制造工藝上看，InGaAs紅外相機(jī)的制造工藝難度遠(yuǎn)高于硅基芯片的CMOS相機(jī)制造工藝，其像素感應(yīng)一致度遠(yuǎn)差于硅基CMOS相機(jī)；解決的方式是SP1203相機(jī)出廠前會校準(zhǔn)每一個(gè)像素的響應(yīng)曲線，使用設(shè)備時(shí)自動調(diào)用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，歸一化掉不一致性的偏差。

綜合評價(jià)：

· 膠體量子點(diǎn)相機(jī)SP301Q：光譜范圍寬，動態(tài)范圍大，線性度高，通用性好，且無需出口許可；是多數(shù)近紅外激光光束品質(zhì)分析應(yīng)用的首*機(jī)型。

· 鍍磷光層硅光相機(jī)SP403P：飽和光強(qiáng)上限高，光譜范圍窄，只適合于1550nm附近波段的激光光束品質(zhì)分析，可以利用最簡潔的配置*經(jīng)濟(jì)有效的完成工作。

· InGaAs相機(jī)SP1203：動態(tài)范圍很高，靈敏度很高，也正因此可用于軍事用途，需要出口許可審批。用好此相機(jī)需要認(rèn)真考量激光衰減與環(huán)境雜散光控制等細(xì)節(jié)。

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