단파장 적외선(SWIR) 카메라의 응용

단파장 적외선(SWIR) 카메라(일반적으로 0.9-2.5μm 파장 대역에서 작동)의 핵심 응용 시나리오는 "일부 장애물 투과, 야간 촬영, 물질 구분"이라는 세 가지 주요 기능을 중심으로 전개된다. 구체적인 시나리오는 다음과 같다:

1. 산업 검사 및 품질 관리

재료 결함 탐지: 금속, 반도체 및 복합 재료 내부의 균열, 기포, 박리 등의 결함을 식별한다. 예로는 항공 엔진 블레이드의 결함 탐지 및 태양광 실리콘 웨이퍼의 숨겨진 균열 검사가 있다.

전자 제조: 회로 기판의 납땜 접합부 품질과 칩 패키징 결함을 검사하거나, 장비 외함을 통해 내부 발열 및 작동 상태를 관찰합니다.

제품 분류: 서로 섞인 폐기물(예: 플라스틱, 금속, 유리)을 서로 다른 물질들의 SWIR 반사 특성에 기반하여 분류하거나, 농산물을 선별합니다(예: 과일의 숙성도 구분 및 내부 부패 감지).

2. 보안 및 감시

야간 및 열악한 환경 감시: 환경 내 존재하는 미약한 SWIR 복사를 활용하여(예: 달빛, 별빛) 능동 조명 없이도 이미징이 가능하므로 은밀한 감시가 가능합니다. 또한 안개와 연기를 투과할 수 있어 국경, 석유전, 대규모 산업단지 등의 상황에 적합합니다.

위장 식별: 자연 환경과 위장 망, 위장복을 구분합니다(두 물체 간의 SWIR 반사율에 상당한 차이가 있음). 군사 정찰 또는 보안 목적의 은폐 방지에 사용됩니다.

3. 항공우주 및 원격 탐사

원격 탐사 감지: SWIR 카메라가 장착된 위성 또는 드론은 지표 식생의 건강 상태(식생의 수분 함량이 SWIR 반사를 영향받음), 지질 탐사(광물 종류 식별), 화재 조기 경보(연기 아래에서 약한 열복사 및 화재 원인 조기에 탐지)를 모니터링합니다.

항공우주 기기 점검: 우주 환경에서 항공우주 기기의 표면 온도 분포, 태양 전지판 상태를 관측하거나 캐빈 유리 너머 내부 장비를 모니터링합니다.

4. 과학 연구 및 의료

과학 연구: 생물학적 조직 이미징(예: 식물 잎에서의 수분 이동 관찰 및 동물의 혈관 분포 관찰) 및 문화재 복원(안료 층을 투과하여 고대 회화의 초안 또는 문화재 내부 구조 확인)에 사용됨.

의료 보조: 일부 상황에서는 피부 표면의 혈관 이미징, 조직 부종 탐지, 또는 수술 중 미세한 혈관 및 신경 식별 보조(특정 조영제 사용 필요)에 활용됨.

5. 기타 특수 상황

자동차 운전 보조: 야간, 폭우 또는 안개 낀 환경에서 보행자 및 장애물의 탐지 거리와 정확도를 향상시켜 가시광선 카메라의 한계를 보완함.

화재 구조: 두꺼운 연기를 투과하여 갇힌 인명 위치나 화재 원인 지점을 파악하고, 시야가 제한된 환경에서 소방관의 작전을 지원함.