激光与红外灯在夜视监控中的作用

  人的眼睛能看到的可见光按波长从长到短排列，依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。其中红光的波长范围为0.62～0.76μm；紫光的波长范围为0.38～0.46μm。比紫光波长更短的光叫紫外线，比红光波长更长的光叫红外线。 红外夜视，就是在夜视状态下，摄像机的红外作用部件会发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体，没有红外滤光镜，不再阻挡红外线进入CCD，红外线经物体反射后进入镜头进行成像，这时我们所看到的是由红外线反射所成的影像，而不是可见光反射所成的影像，即此时可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。因为普通彩色摄像机用CCD只能感应可见光,这就造成夜间所拍摄影像很不清晰或看不到图像。为了解决这个问题,许多生产红外夜视摄像机的公司采用“红外LED+感红外彩色CCD”的技术， 红外LED发光管品质一般，寿命只有2000-3000小时，摄像机只能使用不到一年就可能会产生故障，或因为单个红外LED发光管功率较小，导致夜视摄像机照射距离较短。红外灯的选择直接关系到整套系统夜间的效果，目前市场广泛使用的有LED红外灯、微阵列LED红外灯、卤素滤光型红外灯等。因以上几种红外灯在照射距离、功耗、效率等方面都存在一定局限性，从而不适用于远距离辽望监控。

   半导体激光器的优点：尺寸小，耦合效率高，响应速度快，波长和尺寸与光纤或激光透镜尺寸适配，可直接调制。

　　另外激光的单色性很好，我们知道，普通的白光有七种颜色，频率范围很宽。频率范围宽的光波在传播中传输会引起很大的噪声，使光照距离很短，图像质量比较差。而激光是一种单色光，频率范围极窄，发散角很小，只有几毫弧，激光束几乎就是一条直线。氦氖激光的谱线宽度，只有10-8nm，颜色非常纯。这种光波在传播中传输产生的噪声很小，这就可以增加光照距离，并且CCD图像也非常纯正，有效保障了图像质量。

　　激光灯的相干性高 ，一个几十瓦的电灯泡，只能用作普通照明。如果把它的能量集中到1m直径的小球内，就可以得到很高的光功率密度，用这个能量能把钢板打穿。然而，普通光源的光是向四面八方发射的，光能无法高度集中。普通光源上不同点发出的光在不同方向上、不同时间里都是杂乱无章的，经过透镜后也不可能会聚在一点上。激光与普通光相比则大不相同。因为它的频率很单纯，从激光器发出的光就可以步调一致地向同一方向传播，可以用透镜把它们会聚到一点上，把能量高度集中起来，送至激光透镜，这就叫相干性高。所以激光可以有效的保障CCD的夜间成像距离。

　　再者激光灯的方向性强 ，激光的方向性比现在所有的其他光源都好得多，它几乎是一束平行线。如果把激光发射到月球上去，历经38.4万公里的路程后，也只有一个直径为2km左右的光斑。如果用的是探照灯，则绝大部分光早就在中途“开小差”了。 普通光源总是向四面八方发散的，这作为日常照明来说是必要的。但要把这种光集中到一点，则绝大多数能量都会被浪费掉，效率很低。半导体激光器发出的光绝大部分都很集中，很容易通过激光透镜进行CCD照明成像。