国产 OGI 技术发展全景：2025-2030 路线图

Wed, 08 Apr 2026 19:10:00 +0800

1 介绍

光学气体成像（Optical Gas Imaging, OGI）利用气体在红外或紫外波段吸收特性的差异，通过中红外（MWIR）、短波红外（SWIR）或紫外成像，实现对气体泄漏的可视化检测。OGI 在石油石化、天然气长输管道、化工园区、环保监管与军工侦察（CBRN、尾焰、烟幕）等领域具有不可替代的价值。

2 OGI 技术概述

整个波段

核心硬件包括：探测器、制冷机、滤光片、光学镜头、AI 算法。

3 国内 OGI 技术热点

当前国内关注的关键主题包括：

甲烷 / VOC 泄漏可视化（MWIR）
无人机轻量化 OGI（SWIR）
OGI 定量化（QOGI）
超窄带滤光片国产化
多模态（OGI + 热像 + 可见光）融合
战场态势感知（烟幕、尾焰、化学剂）

4 国产 OGI 关键突破点

五大核心突破点

序号	关键突破点	当前瓶颈 (2025)	2025 阶段目标	2026 阶段目标	2027-2028 阶段目标	2029-2030 阶段目标 (2030 总目标)
1	MCT 冷却探测器	NETD 偏高；640 阵列成熟但 1024 不足	320/640 阵列工程化稳定量产；冷却机/ROIC 配套成熟	完成 1024×1024 工程样机；小规模试点	1024×768 / 1024×1024 性能优化，实现小批量工程应用	1024×1024 工程化量产；NETD <20 mK，接近国际先进
2	Stirling 制冷机	寿命仅 8,000-12,000 h	国产制冷机稳定应用于工业 OGI	寿命提升至 12,000-15,000 h；噪声/振动降低	寿命达 15,000-18,000 h；可靠性验证体系完善	>20,000 h；满足固定监测与军工高可靠性要求
3	SWIR 全谱国产化 (InGaAs)	640 成熟；1280 在量产中	640×512 国产成熟，用于固定/移动 OGI	1280×1024 实用化，进入 UAV 巡检主力	多光谱 SWIR (VIS-SWIR) 量产；夜视+烟雾穿透提升	2K 面阵量产；成本下降 30-50%；成为 UAV 主流探测器
4	超窄带滤光片	<40 nm 可量产；中心波长精度有限	40-80 nm 工程化成熟；OGI 基础应用广	多滤光片切换 (CH4/VOC/CO) 结构成熟	成功量产 <30 nm 超窄带滤光片；精度/透过率提升	<20 nm、OD4-OD5 标准化；定量 OGI 标配器件
5	定量 OGI (QOGI) 算法体系	无统一数据集，误报率高	AI 羽流检测（定性检测稳定化）	QOGI 1.0 初级定量：相对泄漏量估计	QOGI 2.0 工程化定量：深度学习 + 物理模型；kg/h 反演	QOGI 3.0 国标级定量：建立国家标准；支持碳核查与 CCUS
附	T2SL (二类超晶格 MWIR/LWIR 探测器)	外延周期多（>1000 层）一致性不足；ROIC 匹配不成熟	完成 640×512 T2SL 原型样机；验证初步 MWIR 灵敏度	优化外延材料体系，提升均匀性；640→1024 工程型机突破	形成 1024×1024 T2SL 原型机；NETD、暗电流接近中端 MCT	1280×1024 工程化样机；可满足工业/军工应用；成为国产 MWIR 战略备份路线

5 红外成像光谱发展路线

发展路线

阶段	SWIR (短波红外)	MWIR (中波红外)	光学件	算法	应用领域
2025	640×512	320/640 稳定	普通带宽成熟	AI 羽流检测	工厂巡检、车载
2026	1280×1024	制冷机寿命提升	多滤光片切换	初级定量	环保、化工
2027-2028	多光谱 SWIR	1024×768 研发突破	<30 nm	工程化定量	UAV 巡线、CCUS
2029-2030	2K 面阵	1024×1024 工程化	<20 nm 标准化	国标级定量	固定监测、CBRN

6 国产 OGI 产业链全景

产业链全景

7 国际主流厂商对标分析

环节	内容	国内代表企业	说明
上游材料	外延片 (MCT/InGaAs)、IR 镜片材料	三安光电、北方华创	外延一致性仍是瓶颈
核心探测器 (SWIR)	InGaAs 400–1700 nm	GHOPTO（国惠）、泓科光电	技术成熟、国产优势强
核心探测器 (MWIR)	MCT/InSb	GST（高德）、航天系、Ulirvision（优利德）	高端面阵仍在突破
制冷机	Stirling（斯特林制冷机）	陕西伏泰、航天体系	最大短板
滤光片/光学件	3.3 μm、4.6 μm、超窄带	Multi IR、Ant、WaveteK	国产成熟
整机产品	MWIR/SWIR OGI 相机	GST、Ulirvision、GuideIR（高德）	覆盖工业/安防
系统集成	工厂监测、巡检平台	和利时、中控、中石油装备	与 SCADA/DCS 集成明显

8 国内外差距总结

厂商	国家	优势	备注
FLIR	美国	工业 OGI 全球第一、算法最成熟	行业标准建立者
Teledyne	美国	全链条 MWIR 产业	MCT 先进
Xenics	比利时	SWIR 领先	已被 Teledyne 收购
Lynred	法国	全球最强 MCT 外延	军用核心供应商
IRCameras	美国	科研级 MWIR、超高灵敏度	高端市场
DRS	美国	最强制冷机	>30000 h 寿命
Infratec	德国	工业红外系统强者	应用广

9 未来趋势

编号	趋势方向	核心驱动力	2030 预期
T1	UAV + 轻量化 OGI	SWIR 成熟、巡检需求	市占率 35–45%
T2	工厂固定 OGI 网络	安全监管升级	每厂 10–30 台
T3	OGI 定量化 (QOGI)	EPA/CCUS/碳核查	泄漏量化 kg/h
T4	多模态融合	降误报、融入风险感知	主流产品≥2传感器
T5	CBRN + 战场态势感知	战场多模态需求	装备化应用
T6	国产化自主可控	全国产链成熟	出口能力提升

10 趋势（国际政策 + 工程数据 + 军事需求）

10.1 国际形势

EPA Methane Rule 2024：首次要求 OGI 具备“定量能力”
欧盟 CCUS 管理标准：要求 CO2 泄漏量化报告
OGI 必须从“看到”升级到“量到”。

10.2 工程应用趋势

无人机 OGI 全球采购增速 >50%/年
北美油田 38% 巡检已由 UAV 完成
国产 SWIR OGI 成本下降 30–50%
UAV + OGI 在效率和安全性上明显优于人工巡检

10.3 军事需求

国外已在多个场景部署 OGI：

应用	国家/地区	波段	优势
尾焰探测	美国	MWIR	早期识别喷流
化学剂侦察	北约	UV-DIAL	远距识别
烟幕/伪装识别	欧盟	SWIR	看穿烟雾

10.4 国内行业趋势

化工园区试点“OGI 固定监测网”成功
国家管网推广“无人机 + OGI 巡检”
碳监测体系明确要求“甲烷排放量化工具”
OGI 将从“设备”升级为“平台 + 系统”能力

11 总结

2025–2030 年将是国产 OGI 从“追赶期”跨越到“体系化突破期”的关键阶段：

SWIR：国产全面成熟，具备竞争力
MWIR：MCT + 制冷机仍是核心技术瓶颈
滤光片：国产已领先
算法：未来决胜点在定量化（QOGI）
应用：从巡检扩展到固定监测与战场态势感知
产业链：正在形成自主可控体系

随着国产探测器、光学件、算法与系统能力成熟，中国将在 2030 年前后具备完整的 OGI 自主可控能力，并有机会在 SWIR、UAV、定量化 OGI 等方向形成国际优势。

来源微信公众号：光学工作站

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