为什么生产用于不可见光的相机如此昂贵？

典型的消费类相机可以捕获 390-700纳米 400-1050nm。但是，为什么生产用于红外，紫外线，硬X射线等的相机如此困难和昂贵？唯一不同的是波长和能量eV。

它取决于市场规模。这种相机的需求在哪里？销售数量是否证明生产准备成本合理？您可以将红外转换为标准类型的数码单反相机（例如，自己动手做数字红外照相机修改教程），还可以将照相机转换为带有一些紫外线的“全光谱”类型。（请参阅全光谱摄影）。对于较小的波长，您将需要不同的传感器。由于其专业性质和小批量生产，这些往往很昂贵。

首先：标准的CCD传感器是对波长远远超出700nm的敏感。据我所知，硅传感器对近红外光的灵敏度比对可见光的灵敏度更高。

当然，它会在更大的波长范围内发生变化：可检测到的光的一个条件是光子具有足够的能量来创建空穴-电子对。该能量阈值是特定半导体材料的带隙（例如，对于Si：〜1.1 eV）。由于光子能量与波长成反比（E = h * c /λ），因此存在可以用给定的半导体材料检测到的最大波长（例如，对于Si：〜1100 nm）。

对于相机来说，镜头也很重要：大多数类型的玻璃对紫外线的透明度都较低。为紫外线透明性而优化的镜片非常昂贵（尽管便宜的替代品可以是塑料镜片）。

您现有的两个答案都是有效的，但可以结合使用：简单的Si传感器既适合可见光又适合NIR，并且很常见，因此价格便宜。在许多情况下都需要对成像系统进行修改，因为通常不建议使用IR，因为这是不受欢迎的。例如参见佳能的EOS 20Da。

硅传感器通过磷光体涂层很容易适应紫外线的使用（我想在我用B + W CCD改装的网络摄像头上尝试自制的版本，但是没有机会）。闪烁器（通常是光纤耦合的）甚至可以使用X射线。

要进一步使IR超出〜1μm，还需要其他半导体-这很昂贵。 InGaAs是一种流行的选择，但是正如您所说的那样贵得可笑-但这并不奇怪，因为您需要专用的生产设备。就美国出口法规而言，InGaAs和其他NIR摄像机也被视为军事技术（实际上也被强加给许多北约国家）；就合规性而言，这增加了相机制造商的成本。

对热辐射完全不敏感的相机，或者由窄带隙半导体制成的相机，都需要进行大量冷却以消除可能大于您要测量的图像的热噪声。这通常意味着液氮杜瓦瓶（材料成本+运营成本）。市场上有更新的技术（甚至是非冷却的），尤其是对于热成像技术，但是分辨率远远低于Si CCD或CMOS传感器。

对于可见光和辐射热计类型，它们之所以便宜，是因为它们可以利用硅业务的规模经济。

一旦进入需要其他技术的波长（即能量）（即提到的InGaAs，InSb），您最多就是在谈论2英寸和3英寸晶圆，这与当今用于制造芯片的披萨大小的硅晶圆完全不同。而且，晶体管仍必须由硅制成，因此您需要从光敏芯片上的每个光电检测器到硅芯片上该像素的每个检测电路的连接。如果您拥有百万像素的成像阵列，那么您需要建立一百万个连接。

但是，等等，情况变得更糟。如果您依靠光电效应，例如对于3-5 µm的中波IR，则必须冷却摄像机，以便看到的东西比摄像机本身产生的热量还多！想象一下一个可见的摄像机，它具有明亮的镜头和外壳，这就是热像仪所处的世界。由于最省电的冷却器是冰箱类型，因此冷却会增加很多费用，而且通常还会产生噪音。珀耳帖无法带您了解液氮。

噢，顺便说一句，玻璃对超过2 µm的波长不是透明的，因此您需要的透镜材料不同于最近五个世纪以来一直在研究的透镜材料。

在光谱的另一端，X射线很痛苦，因为它很难使X射线偏转。他们喜欢直通。用于医疗X射线的大型成像阵列之所以起作用，是因为没有透镜，但要看看钱德拉（Chandra）太空望远镜之类的反射镜-“透镜”是排列成圆锥形的一系列掠角镜。