超遠距離紅外激光夜視系統的原理與應用

最基本的超遠距離紅外激光夜視系統，由大功率半導體激光器LD、驅動控制器、光學擴束準直鏡頭、攝像機及其長焦距鏡頭、傳輸系統及監視器等組成。大功率半導體激光器LD，通過大電流驅動與控制，發射出人們肉眼看不到的紅外光線去照亮被拍攝的目標物體。但由于激光的光束細、亮度高，因此必須要根據所監視的遠距離目標的距離和范圍，通過光學擴束準直鏡頭將紅外光束擴束照亮到所監視范圍的目標場景。紅外線經物體反射后進入攝像機的長焦距鏡頭到光敏面上成像。這時我們所看到的是由紅外線反射所成的影像，而不是可見光反射所成的影像，即此時由超低照度攝像機可拍攝到黑暗環境下肉眼看不到的影像。這種影像，再通過傳輸系統送到監控中心去記錄與顯示。

紅外光傳輸應注意的幾個技術問題及解決措施

由于是1km以上的超遠距離紅外光波傳輸，就有幾個應注意的技術問題。

1、在空氣中傳輸的質量受天氣的影響較大。

2、在任何大氣傳輸鏈路中，都有幾個需要考慮的因素（即引起傳輸信號衰減的原因）。

大氣中分子的吸收

LED和LD發光的大氣傳輸系統的信號損失，主要是由其傳輸介質――大氣的吸收引起的。因為光束從氣體中穿過時，總會發生一定程度的分子吸收。而且，空氣對某些波長的光吸收得特別厲害，這些波長根本無法用于信號傳輸。由大氣吸收引起的衰減尚可接受的波段稱為大氣透射窗（atmosphericwindows）。這種大氣透射窗波段的數據在各類文獻中都可以查到，因此所有的LED和LD的系統都必須在這個大氣透射窗內的波長上工作。

空氣中的微粒吸收

空氣中的微粒，如灰塵和煙霧，是另外一個引起光信號吸收的因素。顯然大氣中總是或多或少地含有一些這樣的微粒，尤其在水體附近，這類顆粒的含量有時非常高。在這些地方，一般總是盡量將光設備安裝得離地面高一些，以改善光傳輸的效果。

霧氣的吸收與散射

霧氣也是引起嚴重紅外吸收的因素，并且霧氣還會使光發生前、后向散射。因此，在多霧的區域，必須根據當地的氣候來選擇光收發設備的工作時段，因為起霧的時候系統將無法正常工作。