短波红外（SWIR）LED 与可见光和近红外（NIR）LED有何不同？

SWIR LED 组件的选择过程主要受以下三个基本因素的影响：

1. InGaAs 与硅探测的比较。硅 CMOS 和 CCD 传感器（以及硅光电二极管/光电探测器）的量子效率曲线在 950-1000 nm 波长后急剧下降，并且在 1100 nm 波长以上几乎无法探测到波长。短波红外 (SWIR) 相机和 SWIR 光电探测器使用砷化铟镓 (InGaAs)传感器，其灵敏度范围为900-1700 nm（标准 InGaAs）或扩展 InGaAs 可达 2600 nm。传感器的这种变化是任何 SWIR 系统成本的最大驱动因素，InGaAs 相机的价格通常是同等硅相机的 10-50 倍。SWIR LED 的选择必须与 SWIR 相机的光谱响应曲线相匹配。需要注意的是，SWIR 与热成像（中波红外/长波红外，3-14 μm）不同，SWIR 使用来自有源 LED 光源的反射光，而热成像则探测物体自身散发的热量。

2. 每毫瓦光输出成本。短波红外（SWIR）LED采用InGaAs半导体材料（紫外/可见光LED使用InGaN，近红外LED使用GaAs/AlGaAs）。标准组分Ga₀.₄₇In₀.₅₃As与磷化铟衬底晶格匹配，其光吸收截止波长约为1.68 μm，而扩展型InGaAs的截止波长可超过2.5 μm。与蓝光/绿光/红光LED材料相比，该材料制造难度更大，良率更低，电光转换效率也更低。工业级SWIR LED的每毫瓦光输出成本通常是同等封装尺寸可见光LED的10-100倍。这影响了系统设计，SWIR照明需要进行功率预算控制，并采用脉冲驱动以提高效率。

3. 1400 nm 以上波长的光具有良好的眼部安全优势。波长高于约 1400 nm 的光在到达视网膜之前会被眼角膜和房水中的水分子强烈吸收，从而提供短波长光所不具备的固有眼部安全裕度。这一点体现在IEC 60825-1 激光/LED 安全分类框架中，该框架对该波段的波长设定了更为宽松的辐射限值。1550 nm 波长的眼部安全特性使其在工业传感、汽车激光雷达和无法控制曝光的户外监控等领域尤为适用。有关具体应用的安全分类详情，请参阅1550 nm 波段专题文章。