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去除传感器玻璃(RCG)

面向激光与光束质量分析:Allied Vision RCG 选项去除传感器盖玻片,消除反射伪影并提升量子效率;覆盖 Alvium 与 Goldeye SWIR 选型、样机对比与集成交付。

背景:光束质量分析对成像链路的要求

光束质量分析(Beam Profiling) 用于测量与鉴定激光及宽谱光束的空间特性,是对功率/能量计等单点测量的重要补充。工程上常关注:

  • 空间能量或强度分布
  • 光束宽度、质心、椭圆率与方向
  • 高/低强度区域的动态范围与线性响应

分析系统的目标,是在不引入额外光学干扰的前提下,真实还原光束本身的强度分布——这对激光加工监控、科研光学平台与半导体制程中的光束诊断尤为关键。

盖玻片为何会成为「隐形干扰源」

工业面阵与 SWIR 相机传感器表面通常覆有一层保护盖玻片(Cover Glass),用于防尘、防潮与机械防护。但在光束分析等反射敏感应用中,这层玻璃可能带来:

现象典型表现对分析的影响
盖玻片表面/内部颗粒散射图像中出现固定或随机斑点误判为光束散斑或污染
抗反射(AR)层局部污染或老化不均匀反射、鬼影强度分布失真,质心偏移
玻璃—空气界面反射二次反射、光晕高动态范围场景下饱和或对比度下降
额外透射界面有效量子效率(QE)下降弱信号波段信噪比不足

标准盖玻片相机可能出现的图像伪影

上图对比示意:保留盖玻片时,光路中的反射与散射更易在光束分析图像中表现为伪影。

RCG 方案:去除传感器盖玻片

RCG(Removed Cover Glass,去除传感器玻璃) 指在出厂或定制阶段移除传感器保护盖玻片,使感光面直接暴露于工作光路。Allied Vision 为配备 Sony IMX 系列传感器的 Alvium 相机,以及多数 SWIR(InGaAs) 机型提供 RCG 选项,可配合标准外壳、接口与 GenICam 软件栈交付。

RCG 带来的主要收益:

  • 消除盖玻片颗粒散射与 AR 层污染引起的固定伪影
  • 降低玻璃界面二次反射与光晕
  • 整体量子效率提升,弱信号与 UV / NIR / SWIR 波段更易获得可用信噪比
  • 支持光纤阵列、像增强器等器件更贴近传感器面的耦合(需按项目评估机械与洁净方案)

拆除盖玻片(RCG)后的光束成像对比

注意: RCG 相机失去盖玻片物理防护,对环境洁净度、安装方式与维护流程要求更高,通常需在洁净间或密封光路中使用,并制定防尘与清洁 SOP。

光束分析相机选型要点

为光束质量分析系统选型时,除 RCG 外,建议综合评估以下维度(可与 Alvium 面阵系列Goldeye SWIR 系列 对照):

维度说明工程建议
光谱范围是否覆盖待测激光/光源波长UV–Vis–NIR 可选 Alvium;SWIR 选 Goldeye / Alvium SWIR
空间分辨率像元尺寸与传感器总像素像元越小越利于解析细光束结构;需与光束直径匹配
传感器尺寸有效感光面对角线应完整覆盖光束截面,避免截断或需软件拼接
动态范围高低强度同时不失真高功率主瓣 + 弱散射翼部并存时尤为重要
噪声水平读出噪声与暗电流低噪声减少颗粒感,避免与真实散斑混淆
线性度像素值与光强关系定量分析不同强度层时需高线性响应
数据接口GigE / 5GigE / USB3 / Camera Link / CSI-2按带宽、线缆长度与主机架构选择 Alvium 子系列
光路设计镜头、滤光与杂散光控制即使采用 RCG,仍须避免机械件反射进入光路

光束分析系统相机选型维度示意

Allied Vision 产品线与 RCG 覆盖

Allied Vision 相机光谱覆盖约 200 nm – 2200 nm,传感器尺寸可达 23 mm × 23 mm 量级,接口涵盖 GigE、5GigE、USB3、Camera Link 及 Alvium CSI-2 嵌入式选项,并兼容 GenICam,便于与现有视觉软件栈集成。

Allied Vision RCG 选项与产品线概览

特别说明: 配备 Sony IMX 传感器的 Alvium 型号及多数 SWIR 传感器相机均可评估 RCG 变体,用于消除光路颗粒散射、AR 层污染及玻璃反射造成的图像缺陷。

SWIR 波段光束分析推荐路径

针对 短波红外(SWIR) 光束质量分析,可按项目对散热、体积与成本的约束,在以下路线中选型:

路线代表系列特点适用场景
高端制冷 SWIRGoldeye(PRO)TEC 制冷、低噪声、高线性(含 2 点校正)弱信号、长时间积分、实验室级定量分析
紧凑型 / OEM SWIRAlvium SWIR 裸板无 TEC、体积小,利于 SWaP+C 集成嵌入式探头、空间受限的在线监测

Goldeye SWIR 相机

Alvium SWIR 相机

两条路线均可结合 RCG 选项2 点线性校正,在 SWIR 波段获得更干净的光束剖面数据。

若您的项目涉及 激光光束分析、UV 检测、光纤耦合成像或 SWIR 在线监测,且怀疑盖玻片反射/散射影响结果,欢迎通过 联系我们 说明光源参数与现有相机型号,我们将协助评估是否适合采用 RCG 方案。