【导读】中芯热成科技（北京）有限责任公司（简称“中芯热成”）围绕具有“量子限域效应”的胶体量子点，开展短波红外、中波红外至长波红外大面阵焦平面探测器研发及生产业务。据麦姆斯咨询报道，面向短波红外探测器的不同应用场景需求，中芯热成推出多款640 x 512阵列规模短波红外探测器，波段覆盖1.0 - 1.7μm、1.0 - 2.0μm、1.5 - 2.5μm等。中芯热成于2022年通过科技型中小企业认证，并在“创客北京2022”创新创业大赛获得企业组二等奖。
中芯热成研发的短波红外探测器
常规短波红外探测器仅能覆盖1 - 1.7μm，然而1.7 - 2.5μm范围内包括多种分子官能团（X-H）化学键的简谐振动信息。化学键简谐振动的振幅与其相应势能有关。当分子官能团吸收光子时，其势能会由基态向激发态跃迁，从而会在红外光谱上形成特征吸收峰。由于不同物质含有的X-H化学键的形式、个数不同，所以不同材料在短波红外光谱形成的吸收峰也各有不同，因而通过吸收峰的位置及强度可以判断材料种类。
材料分选的主要目的以同类产品分级及异类产品分离为主，同时在工业应用方面，需要满足高效、精准、成本控制等条件。中芯热成推出的延展波段1.0 - 2.0μm、1.5 - 2.5μm短波红外探测器不仅具备高效精准的成像性能，同时将探测器的成本大大降低，使短波红外产品转向工业级消费类应用成为可能。短波红外技术在材料分选领域同传统人工分选技术相比，具有高效、无损、快速、简单的等特点。
中芯热成掌握的核心技术
一、硅基材料检测
在硅片检测领域，短波红外探测器具有大量应用需求，其主要原因为半导体硅基材料具有吸收可见光而透过短波红外光的特性。因此人眼及可见光芯片无法对材料内部缺陷进行检测。通过短波红外红外相机，则可对硅基材料的内部缺陷进行检测。
图一：半导体芯片的可见光成像（左）及短波红外成像（右）
图二：太阳能光伏面板EL的可见光成像（左）及短波红外成像（右）
二、纺织品材质分类
在短波红外光下，不同纤维材质吸收特性不同，形成灰度不一致的图像，可以用来区分内部杂质或对纺织品材料进行分类。在消费品领域如熨烫机、洗衣机等产品的智能化方面具有重要作用。除此之外，在工业分选场景如棉花异纤检测也发挥了重要作用。
图三：不同衣物材质的可见光成像（左）及短波红外成像（右）
三、果蔬分选
随着人们对生活品质的要求越来越高，消费者对于果蔬品质的认知及要求也在明显提升。因为水分对于短波波段具有强烈的吸收特性，因此短波红外在未来对于果蔬的筛选可以提供很大的助力。
图四：受损伤苹果的可见光成像（左）及短波红外成像（右）
四、化工品分选
不同材质物品如有机溶剂、食品及塑料等在短波红外波段具有不同的吸收，通过对图像灰度值进行分析，可以实现无损、快速材质分类。
图五：化学溶剂的可见光成像（左）及短波红外成像（右）
图六：食盐及白砂糖的可见光成像（左）及短波红外成像（右）
左侧为食盐，右侧为白砂糖
未来，依托量子点材料体系，中芯热成将不断丰富产品及业务体系，预期实现短波红外、中波红外、双色探测全矩阵产品。
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