近红外技术的核心是波长转换模块,它将中红外波长上转换为近可见光,从而能够使用硅和砷化镓探测器。
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接受的波长带宽为 1.9 - 5.3 µm,通过铌酸锂晶体内的 1064 nm 高功率激光器将其上转换为带宽为 682 nm - 886 nm 的波长。只有垂直极化分量被上变频,这可能会减少转换的信号量,但也相应地将转换后的噪声减半。转换后,695 nm 以下和 886 nm 以上的高效光谱滤波器可去除残余噪声。
上转换模块的带宽大小对光子转换效率有很大影响。对于约 50 纳米的最小带宽,转换效率可高达 0.1,从而实现极其灵敏的测量。同时,更宽的同步转换(如从 3.3 微米到 5.3 微米)的转换效率约为 0.005,而从 1.9 微米到 5.3 微米的更宽转换的转换效率为 0.0005。带宽和转换效率的理想组合因多种因素而异,但即使较低的转换效率也为测量,尤其是光谱应用提供了新的可能性。较高的转换效率加上合适的可见光探测器,可以提供一些最快、最灵敏的红外测量方法。
转换到近可见光波长后,除了噪声等效功率更低之外,还具有更多优势。
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