Consumo típico de las cámaras pueden captar la longitud de onda de 390-700 nm 400-1050nm . Pero ¿por qué es tan difícil y caro de producir cámaras de infrarrojos, ultravioleta, duro rayos x, etc.? La única cosa que difiere de ellos son la longitud de onda y la energía eV.
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Se trata del tamaño del mercado. Donde es la demanda de este tipo de cámaras y el número de ventas de justificar la producción de los costes? Usted puede obtener una infra rojo de conversión estándar tipo de cámaras RÉFLEX digitales (por ejemplo, Do It Yourself Digital de Infrarrojos de la Cámara la Modificación de los Tutoriales), y usted puede convertir la cámara a un "espectro completo" tipo que lleva en algunos ultra violeta. (ver el espectro Completo de la fotografía). Para las pequeñas longitudes de onda tendrá diferentes sensores. Estos, por su naturaleza especializada y bajo volumen de producción, tienden a ser muy caro.
krgrant
Puntos
11
Primero de todo: estándar de sensores CCD son sensibles a la longitud de onda mucho más allá de 700nm. Tanto como yo saber Si-sesors son aún más sesitive de infrarrojo cercano de la luz que la de la luz visible.
Por supuesto que los cambios mucho más grandes longitudes de onda:
Una condición para que la luz que son detectables es que los fotones tienen la energía suficiente para crear un hueco-electrón-par. Esta energía umbral de la brecha de banda de la particular de un material semiconductor (por ejemplo, para Si: ca. 1.1 eV). Dado que la energía del fotón es inversamente proporcionales a la longitud de onda ( E = h * c / lambda) hay un máximo de longitud de onda que puede ser detectado con un determinado semicondctor material (por ejemplo, para Si: ca. 1100 nm).
Para camaeras no sólo las propiedades de los sensores son relevantes, pero también de la cámara de objetivo. La mayoría de los tipos de vidrio son un poco transparente para los rayos UV, pero no mucho. Hay objetivos especiales hechas de lentes de material que es transparente para la luz UV, pero son muy caros (una alternativa más barata podría ser lentes de plástico).
thebear
Puntos
16
Tanto sus respuestas existentes son válidos, pero puede ser tomado en combinación: Simple Si los sensores están bien visibles y NIR y son comunes y por lo tanto barato. Modificaciones en el sistema de imágenes que son necesarios en muchos casos, como el de IR normalmente está bloqueada porque es indeseable. Véase, por ejemplo, la Canon EOS 20Da.
Silicio sensores son bastante fáciles de adaptar a los rayos UV en uso por medio de una capa de fósforo (quería probar una versión de homebrew de este en una webcam me gustaría modded con un B+W CCD pero nunca tengo la oportunidad). Incluso los rayos X de uso es posible con un junto a un centelleador (que es normalmente de fibra óptica de acoplamiento).
Para ir más allá de ~1 µm más en el IR requiere de otros semiconductores, que son caros. InGaAs es una opción popular, pero es ridículamente caro como usted dice - pero eso no es sorprendente, ya que se necesitan instalaciones de producción. InGaAs y otros NIR las cámaras son también considerados como la tecnología militar para los fines de exportación de reglas (que también son impuestas en muchos países de la OTAN, en efecto); esto agrega costos para el fabricante de la cámara en términos de cumplimiento.
Las cámaras que tienen alguna sensibilidad a la radiación térmica, o las que se hacen desde el estrecho de semiconductores de gap, va a necesitar una cantidad significativa de refrigeración para eliminar el ruido térmico que podría ser mayor que la imagen que estamos tratando de medir. Que a menudo significa un Dewar de nitrógeno líquido (costo de materiales + costo de operación). Hay nuevas tecnologías (aún no) que vienen en el mercado - en particular de la termografía, pero la resolución es mucho menos que Si CCD o CMOS sensores.
Urgoll
Puntos
596
Por tanto visible y bolometer tipo, razón por la que barato es debido a que pueden aprovechar las economías de escala en el silicio de negocios.
Tan pronto como usted sale en longitudes de onda (es decir, energía) que necesita de otras tecnologías (InGaAs como se ha mencionado, InSb) estamos hablando de 2" y 3" obleas en el mejor, nada como una pizza del tamaño de las obleas de silicio se utiliza para hacer los chips de hoy en día. También, los transistores que todavía tienen que ser hechas de silicio, por lo que necesita una conexión de cada fotodetector en la foto-sensible chip para cada circuito de detección del píxel en un chip de silicio. Si usted tiene una megapíxeles de imagen matriz, tienes un millón de conexiones a realizar.
Pero espere, se pone peor. Si usted está dependiendo del efecto fotoeléctrico, dicen que para mediados de onda de INFRARROJOS de 3 a 5 µm, usted tiene que enfriar la cámara de modo que usted está viendo algo más que el calor generado por la propia cámara! Imagina un lugar visible de la cámara con un brillando intensamente de la lente y la vivienda-que es el mundo con una cámara térmica de la vida. Refrigeración añade un montón de gastos, y por lo general el ruido, ya que la mayoría de la eficiencia energética de refrigeradores están frigorífico tipo. Peltiers no puede llevar a nitrógeno líquido.
Oh, y por CIERTO, el vidrio no es transparente a longitudes de onda pasado alrededor de 2 µm, por lo que necesita un lente diferente material que lo de los últimos cinco siglos de la óptica ha estado trabajando.
En el otro extremo del espectro, X-ray es un dolor, porque es muy duro para desviar los rayos X. Les gusta ir a la derecha a través. Grandes imágenes de las matrices de los rayos X médicos trabajar porque no hay ningún objetivo, pero echa un vistazo a los espejos en algo como el telescopio espacial Chandra - de la "lente" es una serie de refilón el ángulo de los espejos dispuestos en los conos.
