概述
随着我们的社会迅速将数字化运用数字化，用于远程工作，教育，远程医疗，视频会议以及我们日常的许多其他方面，新的数字时代（第四次工业革命）和一个超连接的社会的迎接已经加速了。生命。
同时，采用了包括5G，IoT/ IIOT，AI，自动驾驶汽车和边缘计算的新技术，正在为如何，何处，分发和存储数据和信息的方式，何处以及为什么数据和信息定义一个全新的范式。坚定的需求促使人们不断增加的动力，以进一步推动新技术的性能和能力。
在半导体行业中，摩尔法律的可伸缩性挑战正在促使该行业开发2.5D/3D-IC和高级包装技术，以提高性能。微机械系统（MEMS）设备目前正在为智能手机，智能扬声器/设备的麦克风以及不久的将来提供无数传感器，这也是电子鼻子的可能性。硅光子学提供了在高度尺度数据中心处理5G，AI和IOT/IIOT的数据渴望需求所需的带宽。第二次近红外（NIR-II）区域中的晚期荧光允许改进深层组织渗透体内光学成像，否则将限制在光学散射中。
图1
所有这些技术受益于短波红外（SWIR）显微镜的扩展功能。本文将进一步详细探讨这些应用，以及SWIR显微镜（如Optem Fusion模块化显微镜）如何在SWIR成像中提供灵活的优势。
图2：选光融合成像模块，包括缩放和机动选项。
SWIR显微镜
经典显微镜在400-700 nm的可见波长范围内运行，并且通常包含一组观看的眼部和相机端口。随着智能手机摄像机的扩散，对经济高质量图像的需求在广泛的条件下以及在极端尺寸，重量和功率限制下的需求极大地改善了互补的金属氧化物 - 氧化物 - 氧化物 - 氧化物（CMOS）传感器的性能。随后，适用于显微镜应用的高性能传感器也受益，并且朝着数字显微镜系统的转移获得了进一步的动力。
Excelitas的Optem Fusion Modular系统具有广泛可用的光学模块，提供了一个灵活的数字显微镜平台，可满足许多微影像应用的要求。多功能系统支持可见的，附近的红外（NIR）和SWIR波长范围，可以使用固定放大倍率或缩放（7：1或12.5：1）配置。该系统还提供了许多电动模块，以满足高通量和自动化应用程序的要求。
替代探测器材料，制造技术和应用需求的进一步进步打开了在经典可见窗口外部波长图像的可能性。Xenics红外解决方案（www。xenics.com）是红外成像传感器的领先提供商，最近发布了野猫640，一种紧凑型SWIR摄像头（55 x 55 x 55 x 91.5 mm3）在短波红外波长范围（900 nm - 1700 nm）中实现高性能成像。能够运行220 Hz并提供两次收益，以便用户从低噪音中受益
图3：将成像扩展到SWIR波带提供了具有高动态范围（高增益模式下的63 dB，高增益模式为63 dB，在高动态范围模式下68 dB）中的可见波带（仅80个电子）中不可用的其他信息，野猫640为SWIR显微镜提供了非常灵活的解决方案。
结合一个swir野猫640相机使用Optem Fusion模块化显微镜可以实现全新的应用程序和技术范围（图3）。
申请
半导体检查
芯片缩放和推进节点以提高晶体管密度和计算性能面临越来越困难的身体挑战。重点是转移到其他领域，以实现较低的功耗和提高速度，包括2.5D/3D-ICS和高级包装技术。其中许多依赖于具有垂直互连的多个模具或晶圆的复杂堆叠和键合（图4，图5）。
硅是大多数电子设备的主链，在可见的波长下是不透明的，将堆叠和粘合层的检查限制为表面结构。然而，在比硅带隙（1100 nm）大的波长下，硅是透明的。利用Optem Fusion Swir显微镜可以使您能够进入层，以进行对齐，质量评估和缺陷检查。此外，SWIR显微镜可以在预涂料操作过程中进行精确比对，然后进行止损和裂缝检查后的裂纹检查。
图4：通过半导体芯片突出显示埋藏的SWIR成像
没有可见波长的特征
图5：使用互连层的3D堆叠的高带宽内存
mems
MEMS传感器的高灵敏度，可靠性和成本效益为智能手机，汽车，高级显示器和医疗设备的许多功能提供动力。5G和Sub-6 GHz频段推出和MEMS MIC的RF MEMS正在推动对这些微观结构设备的需求。
MEMS设备制造依赖于选择性图案，蚀刻和释放硅层，通常形成膜或悬臂。对工程结构的检查和粘结后的检查对于检测气泡和破坏的制造至关重要。
如今，工业打印头（用于工业印刷和3D制造）使用MEMS膜。检查污垢/碎屑/气泡的打印头对质量控制至关重要。SWIR显微镜可以通过硅对气泡，空隙和缺陷进行检查，以改善质量控制（图6）。
图6：MEMS Silicon Printhead。气泡和碎屑可以通过SWIR显微镜直接通过硅成像
硅光子学
由于社会市场的吸引力和包括5G和IOT/IIOT在内的技术推动力，我们对数据的需求呈指数增长，因为设备互连被迅速采用。极高的数据需要具有令人难以置信的带宽的巨大数据中心，从而将传统的电气连接推向了限制。
使用VSLI技术将光学组件集成到硅晶片上，可以使高带宽（如今100 GB/s和400 Gb/s及以后的400 GB/S及以后）硅光子收发器，这是数据中心的带宽需求的关键。
图7
硅光子设备通过集成硅（或SI）波导在SWIR波长处传播光学信号。由于无法在硅中产生激光器（SI不是直接带隙材料），因此需要精确地组装成芯片并将对齐到硅光子芯片上。SWIR显微镜提供了使这些光子集成电路的高精度制造，对齐，包装和测试的方法。
生物医学荧光
了解人体内生物和固定细胞的相互作用和功能对于医疗进步至关重要。荧光显微镜可以对蛋白质和其他生物分子进行选择性成像，从而为DNA测序提供革命性的机会，了解活细胞相互作用和药物输送，仅举几个创新。已经开发了巨大的努力，以改善光学切片并提供更深的组织穿透性，包括共聚焦和光片显微镜，但由于吸收和可见波长的散射，仍面临一些根本的挑战。利用SWIR波长（通常定义为NIR-I
图8
医疗应用中的NIR-II带）具有许多优势，包括血液和组织吸收减少，散射较少以及普遍缺乏自动荧光。这使得更深入地渗透到组织中，改善图像的清晰度以及以前无法实现的相互作用的见证。量子点，碳纳米管和其他荧光染料的最新进展正在为SWIR荧光显微镜采用带来新的机会。
SWIR显微镜的其他应用区域
除了上述应用程序外，SWIR显微镜还在许多其他应用领域开辟了新的可能性，包括：
材料研究
对下一代设备的物质研究，包括碳纳米管，量子点，石墨烯和唯一的唯一设备，具有从SWIR显微镜分析中受益的非常有趣的特性。
伪造和取证
检查SWIR光谱范围内的艺术品，货币和产品提供了其他信息和地下检查，以进行伪造的身份验证。
微流体
用SWIR波带对微流体设备的制造和测试可检测液体的水分吸收特性（例如水）。
高光谱成像
许多材料在SWIR波长范围（即塑料）中具有独特的光谱指纹。使用INGAAS传感器进行高光谱成像提供了表征仅在可见光谱中不可行的材料的其他方法。
关于Xenics
Xenics是红外技术的先驱，具有二十年的良好业绩记录。Xenics设计和市场红外成像仪，核心和相机具有一流的图像质量，以支持机器视觉，科学和高级研究，运输，流程监控，安全与安全以及医疗应用。Xenics为VSWIR，SWIR，MWIR和LWIR范围提供了完整的线扫描和区域扫描产品组合。通过高级生产设施和内部知识来掌握制造过程的所有关键步骤。作为具有全球销售和服务网络的欧洲供应商，Xenics通过简化的出口程序为其客户提供支持。更多信息：https://www.xenics.com/。