说到紫外线(UV)成像,区分紫外线和紫外线荧光成像很重要。虽然他们都使用紫外线照明,但它们完全不同。紫外线成像从传递紫外线发光LED、灯或二极管的发射开始,或看着被紫外线照亮的主体,紫外线反射到被检查的物品上。然后被相机捕捉到反射的紫外线。在这个过程中,紫外线的波长不会转换或移动。
相比之下,紫外线荧光成像也需要用紫外线照亮表面,但荧光材料会吸收紫外线,并释放电子,导致材料以更长的波长辐射光。这个过程中发出的光通常在可见范围内,在工业应用中,通常是蓝光。在这种类型的反应中,光能总是会超过光能。
真正的紫外线(UV)成像检查在机器视觉中并不经常使用。然而,随着紫外线敏感相机和紫外线发射光源,特别是LED照明,已经变得广泛可用,成本更低,新的应用正在出现。单色紫外线源,如激光和LED,在机器视觉应用中是可取的,因为当与适当的带通滤波器配对时,相机光学不需要是无色差的,从而显著降低了成本。
单色照明形成的图像总是比使用更广泛的紫外线源制作的图像更清晰,并且随着用于图像被检查物品的波长缩短,能力自然增加。使用紫外线照明时,通常可以更容易、更准确地形成和检测更小的特征。这就是为什么今天单色紫外线(准分子)激光器和光学成像被用于生产几乎所有的集成电路。
紫外线带很宽,波长范围从10纳米(以下是X射线波长)到400纳米(以上是可见波长)。必须根据成像的紫外线范围仔细选择系统的相机、光学、滤波和照明。否则,由于使用内部相机过滤和光学镜头,大多数明显优化的电荷耦合设备(CCD)和免费金属氧化物半导体(CCD)相机和镜头系统将阻止所有深紫外线和大多数近紫外线光谱。
近紫外线在290至400纳米之间,最常用于工业成像应用。这个范围通常细分为UV-A(320至400纳米)和UV-B(290至320纳米)辐射。标准光学眼镜吸收光线,不能用于290纳米以下区域的成像,即光谱的UV-C或深紫外线(DUV)部分。相反,含有熔融二氧化硅、熔融石英或氟化钙的镜片是为这些应用设计的。180至190纳米以下的空气会吸收紫外线。这种紫外线部分通常被称为真空紫外线(VUV),因为成像只能在非常高的真空或氮气环境中进行。
由于紫外线波长更短且易于散射,真正的紫外线成像的一些最常见的应用包括检测划痕和在抛光或高度镜面上挖掘。通过使用暗场照明来增强散射效果,在可见图像中不明显的划痕可以更容易在紫外线下成像。紫外线光刻工艺用于生产计算机芯片。图案被光学成像到硅片上,硅片上覆盖着一层紫外线敏感材料(光敏胶)。然后进一步处理光刻胶,以在硅上创建实际的电子电路。
涉及反射紫外线的其他应用包括检测表面污染。由于紫外线往往被有机材料吸收,有时可以在表面检测到微量的油或油脂,特别是在深紫外线中。石油基产品在紫外线中的外观也可能不同,这有助于识别石油泄漏的性质和来源。如果对古董或其他贵重物品进行了维修,有时也可以在紫外线照明下区分使用的不同油漆或饰面。