传统900–1700 nm短波红外相机在部分跨波段成像任务中存在光谱覆盖不足的问题，而在弱光探测和科学实验中，单纯追求更小像元和更高分辨率也不一定能够满足实际需求，大像元宽光谱相机覆盖更宽的光谱范围，能到检测到微弱信号，为材料研究、弱光成像和光谱分析提供更多可能。
一、为什么需要采用15μm大像元
弱光成像需要更强的光子收集能力，在一些科学研究中，相机面对的并不是明亮、均匀的反射光，而是非常微弱的光信号。例如：太阳能电池的光致发光（PL）检测，半导体材料的弱发光检测，激光光斑及光束分布分析等。这些应用中，光信号可能较弱，尤其是在长曝光、窄带滤光或低辐照度条件下，芯片需要尽可能多地收集光子。
以不同像元尺寸为例：
| 像元尺寸 | 单个像元面积 | 相对面积 |
| 5μm | 25 μm² | 1 |
| 10 μm | 100 μm² | 4 |
| 15 μm | 225 μm² | 9 |
| 20 μm | 400 μm² | 16 |
在相同光照强度、相同光学条件下，15 μm像元的几何受光面积是5 μm像元的9倍。因此，在其他条件相近时，大像元可以收集更多光子，有利于提高单像元信号强度和弱光探测能力。
二、为什么需要宽光谱短波红外相机
1.传统900-1700 nm短波红外相机存在一定的光谱探测局限
传统InGaAs短波红外探测器通常采用InGaAs外延材料，其光谱响应范围主要为900–1700 nm。
这一波段具有较好的短波红外探测能力，但在一些实际应用中，900 nm以下的可见光和近红外信息同样具有研究价值。
如果使用传统900–1700 nm短波红外相机，就无法直接获取400–900 nm范围内的成像信息。这意味着在一些跨波段研究中，可能需要使用可见光相机和短波红外相机分别采集数据，再进行图像配准和信息融合。
2.宽光谱成像能够带来什么价值？
400–1700 nm宽光谱短波红外相机将可见光、近红外和短波红外探测范围结合起来，使单台相机能够获取更宽波段内的成像信息。与传统900-1700nm短波红外相机相比，宽光谱相机扩大光谱探测范围、减少多相机系统依赖、提高了系统集成的便利性。
三、大像元宽光谱短波红外相机的典型适用场景
当应用同时需要较宽的光谱探测范围和较强的单像元光子收集能力时，400–1700 nm宽光谱与大像元的结合具有实际意义。
1.半导体与太阳能电池
在半导体材料和太阳能电池研究中，不同波段的光能够反映材料不同的光学特性。可见光波段成像可以观察材料表面外观，而短波红外成像则可用于获取材料内部的透射、反射或发光信息。
400–1700 nm宽光谱响应能够扩大材料信息的获取范围，而15 μm大像元则有利于收集较弱的发光信号，为太阳能电池及半导体材料研究提供成像支持。
2.激光与光束分析
在激光研究和光学实验中，不同激光器的工作波长可能覆盖可见光、近红外和短波红外范围，例如掺钕激光器、可调谐固体激光器等，传统单一波段相机可能无法满足不同波长激光的成像需求。
400–1700 nm宽光谱相机能够覆盖更广泛的激光波长范围，15 μm大像元有利于增加单像元光子收集数量，为光束分析提供支持。
3.材料分选与光谱分析
不同材料在可见光和短波红外波段可能具有不同的反射、吸收及透射特征。通过获取多个波段的成像信息，可以辅助识别材料组成和特性差异。
400–1700 nm宽光谱相机能够扩大材料光学特征的获取范围，为跨波段材料识别提供支持。大像元设计也有利于提高单像元的光子收集能力。
4.实验室弱光成像
在科学实验和光学研究中，部分实验对象产生的光信号较弱，可能需要通过长曝光、窄带滤光等方式获取有效图像。大像元能够增加单个像元的几何受光面积，400-1700 nm宽光谱响应能够满足可见光至短波红外范围内的成像需求，为材料发光研究、光学响应测试及跨波段弱光成像等实验提供了解决方案。
四、阿秒科技SWIR1503AU相机
针对宽光谱探测、弱光成像和高速图像采集等应用需求，阿秒科技推出了SWIR1503AU短波红外相机。SWIR1503AU采用高性能InGaAs CMOS传感器，具有400–1700 nm宽光谱响应范围，分辨率为640×512，像元尺寸为15 μm。通过宽光谱探测与大像元设计的结合，为需要兼顾不同波段成像和光子收集能力的应用提供了成像方案。