SWIR-камера: как увидеть невидимое

Создание инновационных продуктов в гражданской сфере − один из приоритетов в развитии холдинга «Швабе». Предприятие холдинга, НПО «Орион», разработало первую российскую SWIR-камеру. Устройство способно работать в условиях пониженной освещенности и передавать цифровое изображение на расстояние. О SWIR, преимуществах камеры и сферах ее применения – в нашем материале.

Работа распространенных сегодня приборов ночного видения основана на принципе наблюдения объектов в свете Луны, ночного неба, звезд и других источников излучения за счет многократного усиления полученного сигнала. Но использование классических приборов ночного видения в системах с передачей видеосигнала на расстояние крайне затруднительно. Для передачи ночной съемки в виде цифрового сигнала могут быть использованы SWIR-камеры, включающие матричные фотоприемные устройства на основе InGaAs (арсенида индия-галлия).

SWIR (short wave infrared или коротковолновый инфракрасный диапазон) – это международное наименование светового излучения в диапазоне электромагнитных волн 0,9 – 2,5 мкм. Сенсоры на основе InGaAs могут работать в диапазоне короткого инфракрасного излучения и обладают высокой чувствительностью в этом диапазоне.

Для излучения SWIR-диапазона не являются преградой пар, туман, дым, тонированные стекла или, например, силикон. Благодаря этим преимуществам SWIR-камеры получили распространение в качестве приборов наблюдения в сложных метеоусловиях и условиях плохой видимости.

Сфера применения новой технологии постоянно расширяется. Безусловно, такие камеры заинтересуют военных и службы безопасности. Большие возможности открываются в использовании SWIR-камер для различного рода мониторинга. Широчайшие перспективы у технологии − в медицине и науке.

Несколько лет назад ученые из научно-производственного объединения «Орион» представили SWIR-камеру собственного производства. Работа над прибором длилась два года, он полностью разработан в Москве и на 100% состоит из российских комплектующих. Инфракрасная камера со спектральным диапазоном 0,9-1,7 микрон весит не более 250 грамм. Такой малый вес позволяет применять ее на беспилотниках любого класса, а также усиливать длиннофокусными и короткофокусными объективами. Изображение с камеры может передаваться на монитор компьютера или даже смартфона.

«SWIR-камера ‒ одна из главных разработок нашего предприятия, отмеченная представителями экспертного сообщества на множестве профильных выставок. В серию мы запускаем усовершенствованную модель. Ее новый корпус сделан из сплава, который применяется в авиационной и космической промышленности. Оболочка соответствует одному из самых высоких классов защиты IP67, надежно защищая уникальную матрицу от повреждений, пыли и воды. Камеру можно погружать на глубину до одного метра без риска для ее дальнейшей работоспособности», – отмечает генеральный директор НПО «Орион» Евгений Чепурнов.

Камера состоит из объектива, матрицы и блока обработки. В матрице камеры используются фоточувствительные элементы из арсенида индия-галлия. SWIR-камера может поставляться в составе беспилотного комплекса ORION-DRONE и гражданского гусеничного вездехода СБХ-10, также разработанных НПО «Орион».

SWIR-камерой от «Ориона» можно пользоваться в любое время суток в сложных погодных условиях. Она помогает обнаруживать замаскированные объекты, так как камуфлирующие покрытия, эффективные в области спектра от 0,4 до 0,9 мкм, теряют свои маскирующие свойства в диапазоне SWIR-волн. Кроме того, камера позволяет эффективно находить источники лазерного излучения на длине волны 1,54 мкм, применяемые, например, в дальномерах, а также любые тепловые вспышки – выстрелы, залпы, сигналы.

С помощью SWIR-камеры значительно облегчается мониторинг линий электропередач, нефте- и газопроводов, железных дорог, сельскохозяйственных полей и лесных угодий. SWIR может применяться в морской и речной навигации для обнаружения и наблюдения объектов на воде. Для ученых более доступными становятся научные наблюдения в любых широтах. SWIR-камеры могут широко использоваться в работе с лазерами: для анализа профиля луча в реальном времени, испытания и регулировки лазеров.

Потенциальной сферой применения камеры в медицине может стать ее использование в аппаратуре для когерентной томографии, бесконтактного мониторинга жизненно важных признаков, создания карт микрокаскулярного кровотока и метаболизма в реальном времени. Метод визуализации флуоресценции с использованием SWIR также способен обнаруживать ранний рак.

Другая интересная область применения SWIR-камер – это анализ и выявление подлинности предметов искусства. Так, в ноябре 2018 года были проведены испытания камеры НПО «Орион» в Государственном научно-исследовательском институте реставрации. SWIR-излучением «просветили» икону начала XVIII века и натюрморт 1937 года. С помощью камеры удалось рассмотреть нижние слои краски, затертые надписи и даже подготовительный рисунок картин. SWIR-технология позволяет увидеть весь жизненный путь шедевров и облегчает дальнейшую работу реставраторам.

-------------------------------------------------------------------

Хотите оперативно узнавать о выходе других полезных материалов на сайте "ГИС-Профи"?
Подписывайтесь на нашу страницу в Facebook.
Ставьте отметку "Нравится", и актуальная информация о важнейших событиях в энергетике России и мира появится в Вашей личной новостной ленте в социальной сети.