Kurzwellige Infrarotstrahlung (SWIR) zeichnet sich durch eine längere Wellenlänge als Nahinfrarotstrahlung (NIR) aus. Dadurch durchdringt sie verschiedene Materialien besser und ist weniger anfällig für Sonnenlicht, Rauch und andere Partikel. Ziel dieser Technologie ist es, das Spektrum der detektierbaren Substanzen, wie beispielsweise Wasser/Gas und Glukose, zu erweitern. Bisher wurden die meisten SWIR-Bauelemente jedoch als Durchsteckbauteile für relativ große Anwendungen wie Kommunikationsgeräte und industrielle Analysegeräte eingesetzt. Daher sind nur wenige oberflächenmontierbare Produkte für kompakte Anwendungen auf dem Markt erhältlich.
Da SWIR zur Detektion von Substanzen und ihren Bestandteilen genutzt wird, indem die Absorptionseigenschaften von Wasser, Eis, Gasen usw. für spezifische Wellenlängen ausgenutzt werden, umfassen die Zielanwendungen Lichtquellen für Geräte zur Messung der Blutsauerstoffsättigung und des Blutzuckerspiegels im medizinischen Bereich sowie die Bestimmung des Wasser- und Zuckergehalts in Obst und Gemüse in der Lebensmittelindustrie. Darüber hinaus ist der Einsatz von SWIR für Detektionsanwendungen mit OLED-Panels in tragbaren und am Körper getragenen Geräten geplant, um diese um Gesundheitsüberwachung und weitere innovative Funktionen zu erweitern.
Als Reaktion darauf hat ROHM eine Massenproduktionstechnologie für kompakte, oberflächenmontierbare SWIR-Produkte der Baugröße 1608 (Lichtemitter/-empfänger) entwickelt. Diese Technologie basiert auf Fertigungstechniken, die bei der Massenproduktion von Verbindungshalbleitern wie sichtbaren und nahinfraroten LEDs verfeinert wurden. Für die Lichtemission ist ein Sortiment von zehn LEDs mit verschiedenen Gehäuseformen (vergossen/mit Linse) und Wellenlängen (von 1050 nm bis 1550 nm) geplant. Für den Lichtempfang werden vier Fotodiodenmodelle in verschiedenen Gehäusegrößen angeboten (1608, 20125 (2,0 mm × 1,25 mm) und Fotodetektorblöcke).
Muster von SWIR-Produkten (Lichtemitter/-empfänger), die auf dieser Technologie basieren, sind seit März 2023 erhältlich. Zukünftig wird ROHM weiterhin neue Detektionsbereiche erforschen, indem es ein breiteres Spektrum an Materialdetektion in kompakten Anwendungen unterstützt.
Kurzwellige Infrarotgeräte (SWIR)
SWIR-Bauelemente (Lichtsender/-empfänger) sind jetzt in einem erstklassigen, kompakten SMD-Gehäuse erhältlich. Die Kombination kleiner Leucht- und Empfangskomponenten spart nicht nur Platz durch die Reduzierung der Montagefläche, sondern eröffnet auch neue Detektionsmöglichkeiten in kompakten Anwendungen.
• SWIR-LEDs (lichtemittierende Seite):
SWIR-LEDs werden in fünf Wellenlängen (1050 nm, 1200 nm, 1300 nm, 1450 nm und 1550 nm) angeboten, um den Eigenschaften verschiedener Materialien gerecht zu werden. Sie sind in zwei oberflächenmontierbaren Gehäusevarianten erhältlich: einer Standard-Vergussvariante und einer Linsenvariante mit engerer Emissionsrichtung und höherer Strahlungsintensität. Insgesamt stehen zehn Modelle in verschiedenen Kombinationen zur Verfügung, die ein breites Spektrum an Materialanalysen ermöglichen, darunter die Bestimmung des Vorhandenseins und der Zusammensetzung von Substanzen wie Wasser, Gasen und Glukose.
• SWIR-Fotodiode (Lichtempfangsseite):
SWIR-Fotodioden zeichnen sich durch einen Zielkonflikt aus: Je kleiner die lichtempfindliche Fläche, desto schneller die Reaktionszeit. Eine größere Fläche bietet jedoch auch eine höhere Empfindlichkeit. Aus diesem Grund plant ROHM, vier Modelle in zwei Durchmessern der lichtempfindlichen Fläche und zwei Gehäuseformen anzubieten. So können Anwender das optimale Produkt entsprechend ihren Anwendungsanforderungen auswählen, beispielsweise für schnellere Reaktionszeiten oder die Detektion in Umgebungen mit wenig Licht.
Zielanwendungen
• Detektion mittels OLED-Panels auf tragbaren Geräten
• Gesundheitsüberwachung mittels tragbarer/akustischer Geräte
• Verschiedene Inspektionsgeräte, wie z. B. für die pharmazeutische Analyse und die Überprüfung des Feuchtigkeitsgehalts von Lebensmitteln oder des menschlichen Körpers.
