關于激光紅外燈技術在安防夜視領域的應用

 上傳時間:2013-12-21 文章來源：光粒網

【摘要】激光紅外夜視系統(tǒng)，以往都定位于幾公里的遠間隔監(jiān)控，產品造價使得多數工程商看而止步，究竟幾公里遠間隔項目數目相對較少。而大普公司推出的激光紅外燈產品，主要集中于500米以下，真正使激光紅外技術落實到民用工程項目當中，完成民用項目的廣泛應用。

【關鍵字】激光紅外燈技術,安防夜視

    隨著安防行業(yè)的發(fā)展，24小時不中斷的監(jiān)控對紅外夜視要求越來越高，不僅僅滿足以眼前近間隔幾十米的要求，隨著安防行業(yè)智能視頻新技術不斷出現(xiàn)，動態(tài)監(jiān)控要求越高，假如出現(xiàn)突發(fā)事件，更需要進行中遠間隔跟蹤監(jiān)視，目前LED紅外燈產品，實際上是無法完成中遠間隔的跟蹤監(jiān)控，但真正能實現(xiàn)中遠間隔監(jiān)控的紅外燈產品，激光紅外燈產品是一種最佳的選擇。而激光紅外夜視系統(tǒng)，以往都定位于幾公里的遠間隔監(jiān)控，產品造價使得多數工程商看而止步，究竟幾公里遠間隔項目數目相對較少。而大普公司推出的激光紅外燈產品，主要集中于500米以下，真正使激光紅外技術落實到民用工程項目當中，完成民用項目的廣泛應用。

    目前在監(jiān)控夜領域激光紅外燈逐漸被廣泛的使用，但在使用過程中也存在一些題目，就是大家對激光紅外燈的根本熟悉與理解及使用存在一定的誤區(qū)，所以從以下幾個角度談談激光紅外燈看法，供大家對激光紅外燈產品的正確熟悉與理解。

    一、 激光紅外燈

    激光
 
    1、激光定義：

    激光，最初中文名叫做“鐳射”、“萊塞”,英文名叫做LASER，意思是“受激輻射的光放大”，激光的英文全名（Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation）已完全表達了制造激光的全過程，1964年我國著名科學家錢學森建議將“光受激發(fā)射”改稱激光。

    2、激光特點

    A 方向性：激光器發(fā)射的光，天生就是朝一個方向射出，光束的發(fā)散角小，接近于理想平行光。

    B 單色性：激光的光譜寬度非常的小，是幾個納米量級。所以其具有良好的單色性光

    C 亮度高，能量密度大。

    3、半導體激光器簡述

    激光器有固體激光器（如紅寶石激光器。將光能轉化光能，波長不一樣）、氣體激光器（如，二氧化碳激光器）、化學激光器（化學能轉化為光能）、半導體激光器（電能轉化為光能）。激光紅外燈屬于半導體激光器是利用半導體材料，在空穴和電子復合的過程中電子能級的降低而開釋出光子來產生光能的，然后光子在諧振腔間產生諧振規(guī)范光子的傳播方向而形成激光。半導體激光器的尺寸小，激光器的尺寸在毫米量級，發(fā)光芯片在百微米量級；半導體激光器電能到光能的轉化效率高，電光轉換效率至少55%， LED燈電光轉換率最高只能達到20%。

    4、激光紅外燈 激光紅外燈采用半導體激光器為發(fā)光器件

    ①半導體激光器輸出的是光，所以可以用作照明光源。又由于激光有良好的方向性，表現(xiàn)為光束的角度小、能量集中，傳播到較遠的間隔仍有足夠的光照強度，所以非常適合遠間隔照明�？蓪�遠間隔目標進行照明正是紅外激光照明器的最大特點。

    半導體激光器的能量在光束的垂直截面上能量分布是不均勻的，呈高斯分布，中間強，到邊沿逐漸變弱，或者呈明暗條紋狀分布。所以，直接使用半導體激光器作為照明光源效果是不可取的（目前市面上非專業(yè)激光燈的生產廠家，山寨版的激光紅外燈，題目多多，使得工程用戶對激光紅外燈存在一些負面的印象），大普激光科技公司通過自身獨立研發(fā)的獨特光學系統(tǒng)處，使光束垂直截面的能量分布達到均勻化，從而實現(xiàn)照明應用。

    ②激光紅外燈+普通CCD攝像機組成的夜視監(jiān)控系統(tǒng)；激光紅外燈是大普激光公司集合自身的激光器生產能力獨立研發(fā)并生產的夜視照明產品。產品采用810nm波長的紅外半導體激光器作為光源，配合感紅外攝像機、黑白CCD攝像機或微光夜視設備，組成紅外夜視監(jiān)控系統(tǒng)，屬于主動夜視監(jiān)控系統(tǒng)。激光紅外燈即是配備的主動光源。相對微光夜視和紅外熱像儀，具有更好的市場適應性。

    激光紅外燈通常選用810nm半導體激光器。810nm 屬近紅外，和可見光中的紅光波長接近，CCD的對810nm波長有比較好的感應。現(xiàn)在各個正規(guī)廠家的感應芯片對于810NM的光譜具有很強的感應效果。

    只是在做成攝像機時，為了保證彩色圖像質量，會把近紅外光在進進CCD之前過濾掉，一般廠家會采用濾光片過濾紅外光。不濾掉時，彩色圖像會出現(xiàn)嚴重的偏色現(xiàn)象。

    主要用途：

    a .公安、司法、銀行、監(jiān)獄、油田、工程建設、森林、礦山、海事、海關、港口、海水養(yǎng)殖、鐵路、機場等場所的夜視監(jiān)控；

    b .道路重點路段、廠房、小區(qū)、廣場、倉庫的夜視監(jiān)控；

    c .邊防、國防工程、夜視作戰(zhàn)偵察、重點軍事設施、軍事機關、軍隊駐地、夜視作戰(zhàn)指揮等場合的夜視監(jiān)控。

    d、汽車、輪船、火車、坦克等交通工具。

    二、激光紅外燈與LED紅外燈在夜視領域應用的優(yōu)缺點

    關于LED紅外燈各種特性，相信大家都一個很清楚的熟悉， LED紅外燈夜視照明中存在一定的局限如：照射間隔、亮度、散熱、壽命等方面, 在很多領域已經不能滿足安防監(jiān)控工程對夜視紅外的要求。為了解決LED紅外燈的種種局限，各大廠家也紛紛采用各種方法來改善現(xiàn)況，固然現(xiàn)在有的是為了增加監(jiān)控間隔及亮度，增加了LED燈的數目和功率電流，但是卻犧牲了散熱和壽命。假如不從技術本質上進行改革，這些題目就不能從根本上解決。

    想要實現(xiàn)中遠間隔的監(jiān)控就得采用新的技術，那就是紅外激光夜視技術。而我們大普公司目前是國內最大的泵浦激光器的生產基地，以自身專業(yè)生產半導體激光器龐大技術實力及規(guī)�；�生產研發(fā)經驗開發(fā)出的激光紅外燈，滿足諸多安防企業(yè)在夜視技術上的需求，給更多安防企業(yè)帶來無窮的商機和發(fā)展，也將引領安防行業(yè)夜視領域突破間隔局限向更深更遠方向發(fā)展，隨著激光紅外燈技術的精益求精與發(fā)展，其必然成為夜視紅外技術的主導產品。

    激光紅外燈本質：半導體激光器的電光轉換效率最低55%，由于我們只采用單一發(fā)光芯片，所以熱損耗也遠遠的低于LED燈，激光波長的選擇可以增大CCD對波長的感應程度。（例如：選用810nm的光源其對CCD的感應度比850nm的紅外光高出30%，也就是說不考慮其他因素，相同功率的810nm激光燈的照明效果等同于相同功率乘以2.5倍的850nm紅外燈的照明效果）。下圖是SONY ExView CCD的光譜感應曲線。

    激光紅外燈最根本優(yōu)點：

    ? 照射間隔遠：常規(guī)產品照射間隔30～500米，最遠可達3000米。

    ? 亮度強：CCD對810nm激光感應比850nm LED燈感應度高出30%。

    ? 產品壽命長：采用獨特的激光電源溫控技術，使得激光紅外燈內部工作溫度處理恒定的工作溫度，使得激光紅外產品的壽命有極大的保證。大普激光紅外燈產品的實際使用壽命在8000-10000小時。

    ? 產品功耗低：大普激光紅外燈常規(guī)產品的最高功率不超過20W，對于環(huán)保節(jié)能更符合我國相關的環(huán)保節(jié)能政策。

    三、紅外夜視的發(fā)展進程

    1．LED紅外燈：屬于第一代紅外產品（鹵素燈談不上市場應用），但LED紅外燈在前期市場有著不可磨滅的市場貢獻，現(xiàn)階段LED紅外燈由于本錢低技術門檻低，使得市場一片混亂，幾個人的小作坊就可以生產出LED紅外燈，再供給市場。使得LED產品質量存在著極大的負面印象。當然有一些正規(guī)的生產廠家產品LED產品相對不錯。

    2．陣列式紅外燈：陣列式紅外燈還是屬于第一代紅外燈產品，只是在原有的基礎上進行了延伸采用LED Array技術，但電光轉換率依然不是很高，市場反映25%左右，多余的依然轉換成熱量，使得陣列式紅外燈產品功耗還是較大。但相對于LED紅外燈陣列式在光的勻和度和角度上有著明顯的改善，加上大多數廠家積極的市場推廣政策使得陣列式紅外燈正一步步分化LED紅外燈的市場。

    3．激光紅外燈：激光紅外燈具有方向性、單色性的特點使得激光紅外燈不同于LED紅外燈技術的第二代紅外燈產品。激光紅外燈的生廠工藝不像LED紅外燈一樣，拿一些相關的元器件進進組裝就可以完成，沒有半導體激光器龐大的生產技術實力的多年積累，是無法完成優(yōu)良產品的制成。同時激光紅外燈生產需要投進龐大的資金，也是一般廠家所不能完成的，所以可以預見激光紅外燈產品，市場不會像LED紅外燈一樣，市場泛濫。大普公司有著規(guī)模化的產業(yè)鍵上風，永遠保證合作廠家的，本錢上風與技術上風。隨著市場推進，激光紅外燈終極會成為主流的紅外夜視產品。

    4．紅外熱像儀：是利用自然界物體不同部位紅外輻射強度的不同來形成熱圖像，在軍事領域已經大規(guī)模應用，近年來也逐漸轉向民用領域的特殊領域進行應用，民用領域對產品需求，在于發(fā)生安全事件，需要對具體的人與事物進行清楚分辯，所以熱成像也有一定的限局，但假如加上中遠間隔激光紅外燈，相信起到一個有效補充，即可以大面積感應，同時又能清楚偵察出具體的人與物體。相信在不遠近來紅外熱成像與激光紅外有效結合將是一個新的發(fā)展方向。

    四、激光紅外燈相關產品的發(fā)展趨勢。

    隨著激光紅外燈的技術進步與發(fā)展，激光紅外燈做為攝像機夜視補光光源越發(fā)確切的符合市場的需求，取代LED紅外燈成為中遠間隔最佳搭配的紅外光源產品。由于看到激光紅外技術是不同于LED本質的另外一先進性的紅外技術，且后繼成為紅外技術的主導產品與主導市場，國內市場50強前端設備產品紛紛投進到激光紅外燈與自身產品的配套開發(fā)中。以最敏銳的市場眼光，捉住市場先機來滿足市場需求，同時能占據市場的領導地位，同時占據技術最高端，滿足公司創(chuàng)新利潤取向。

    以下簡單談一下激光紅外燈作為輔助光源的相關產品發(fā)展方向：

    1．激光智能高速一體化紅外云臺

    室外云臺產品，多數在室外用于遠中近間隔360度全方面監(jiān)控，（能文能武）能近能遠，這只是白天的情況，但一到晚上題目就明顯的出現(xiàn)，一些地方完全無光線，需要紅外線燈補光，但以往多數工程商都采用近間隔LED紅外燈實現(xiàn)近間隔照明，但遠間隔無所適從，對中遠間隔激光紅外燈有著強烈的要求，激光紅外燈在中遠間隔有著本質性的上風，一出現(xiàn)就能滿足其需求。正是市場有著強烈的需求推動各大云臺生產廠家，整合激光紅外技術，相應推出激光式的激光智能高速一體化云臺產品（各個廠家激光云臺產品叫法不一），滿足市場需求。

    2．激光智能車載云臺一體機

    公安偵察系統(tǒng)經常出進一些完全無光線的情況下進行辦案，車燈極輕易引起躲避，短間隔LED紅外燈又實現(xiàn)不了遠間隔的跟蹤偵察，只能采用激光紅外燈才能實現(xiàn)360度中遠間隔的跟蹤偵察。所以市場需求崔生出車載云臺必然向激光方向發(fā)展與靠近，目前國內一些車載云臺生產廠家已經推出各式的激光車載云臺產品，成為市場領導者與領跑者，當然也是利潤領導者。

    3．激光智能一體化球型云臺

    戶外的球型云臺產品市場需求量越來越大，但所配備的LED紅外燈所監(jiān)控的夜視間隔較短，越來越不符合室外監(jiān)控的中遠間隔需求，目前已經有不少球型云臺廠家開始尋求向激光紅外技術發(fā)展。但球型的結型是各大廠家難以向激光紅外技術靠近的最主要原因，在不明了市場的需求情況下，不敢吃第一只螃蟹也是大多數廠家謹慎心理的體現(xiàn)。但市場已經有個別的廠家開始參與這一塊。

    4．激光球機

    固然現(xiàn)階段把激光紅外燈融進球機，無論是從結設計上還是散熱處理上都是較大的困難，但激光紅外球機在行業(yè)內已然形成了概念，各廠家也相續(xù)進行研發(fā)，相信這一課題不久就會突破。

    5．防爆型激光紅外燈

    防爆產品多數在比較危險環(huán)境進行安裝應用，而環(huán)境條件比較惡劣，目前市場上各防爆廠家推出防爆型的紅外燈，但采用的是LED紅外燈技術，在比較惡劣的環(huán)境，難以實現(xiàn)較遠的照明間隔，而這些環(huán)境洽洽需要中遠間隔的夜視照明，所以市場需要崔生出防爆廠家盡出推出防暴型的激光紅外燈，目前國內最大型的防爆廠家已經著手開始研發(fā)防爆型激光紅外燈及防爆型激光一體機（名稱可能不是這樣），相信防爆廠家的防爆型激光紅外燈不久推出市場，為安防行業(yè)在高危領域又走出一大步做出及大的貢獻。

    五、激光紅外燈的使用誤區(qū)

    1．配套攝像機產品的誤區(qū)

    目前很多工程商拿到激光紅外燈時，在實際測試過程中，用普通彩轉黑攝像機來感應激光紅外燈的紅外光，發(fā)現(xiàn)完全感應不到，或非常微弱，有一種上當受騙的感覺，實在不然，由于普通彩轉黑攝像機采用濾光片技術，把除開LED紅外燈850nm紅外光之外的紅外過濾掉，而激光紅外燈的紅外光是采用的是808nm的紅外波長，就被濾光片盡不客氣的過濾掉。所以就形成無法感應或感應很弱。

    能與激光紅外燈反搭配的攝像機不管是槍機還是一體機目前幾乎都采用的是雙濾光片切換IRC技術，但使用這種技術一般攝像機本錢相對較高，所以目前只有一些國際著名品牌攝像機像SONY、三星、松下、LG等等幾乎所有系列產品采用這種雙濾光片切換技術，而國內也有一些廠家如景陽、宏天智、翔飛、樂榮、拓邦、斯雅特在部份系列產品當中采用雙濾光片切換技術，而大部份廠家也開始采用改濾光片的過濾波段能通過810nm的激光紅外光，或者直接找濾光片廠家訂購能通過808nm激光紅外光的濾光片，以較低本錢實現(xiàn)都激光紅外光的感應兼容，來適應未來紅外燈朝激光方向發(fā)展的夜視趨勢。

    2．理解上的誤區(qū)

    人們往往帶著對LED紅外燈的認知來理解激光紅外燈。LED紅外燈特性是不具有方向性，光束角度大，把多個LED燈公道的聚在一起可以實現(xiàn)近間隔全方位的照明，但LED不具有方向性，所以只能實現(xiàn)近間隔幾十米的照明。

    帶著這種理解，�？醇す饧t外燈與LED紅外燈一樣，在100米200米300米500米以上都能夠實現(xiàn)全方位的照亮，實際上目前國際上沒有任何激光紅外技術可以做得到遠間隔全方位的照明，只能實現(xiàn)中遠間隔局部范圍的照明。

    當然激光的技術不斷的進步，實現(xiàn)300米以內較大面積的照明是早晚的題目而以。而大普公司近期推出的變焦激光紅外燈NG250B，就可以實現(xiàn)遠近兼顧的照明需求。

    3．工程安裝的誤區(qū)

    多數客戶帶著對LED紅外燈的使用安裝理解，把LED紅外燈與攝像機捆綁在一起實現(xiàn)近間隔廣角度的照明，由于近間隔假如LED紅外燈不跟攝像機捆綁在一起會產生明顯的光圈現(xiàn)象，會產生不好的效果。

    帶著這種對LED紅外燈的理解，來理解激光紅外燈，由于對激光紅外燈的接觸不深，想象激光紅外燈能實現(xiàn)100米以上全方位的照明，理所當然的把激光紅外燈與攝像機捆在一起做工程安裝。

    一些務實的技術型公司根據市場需求清楚的熟悉到中遠間隔激光紅外燈都有一定的照明范圍，把激光紅外燈與攝像機捆綁在一塊安裝所產生的效果不一定是最佳的，而且工程本錢的差異性就體現(xiàn)在這里。

    在實現(xiàn)遠間隔監(jiān)控方面，假如方案設計得不理想可能實現(xiàn)不了很好的監(jiān)控同時工程造價本錢又會上升，這時候才體現(xiàn)大型工程商的工程安裝技術實力。如何根據工程現(xiàn)場環(huán)境，在不同方位把激光紅外燈與攝像機分開安裝來實現(xiàn)更公道的安裝方案，就成了擺在各大工程商眼前的技術題目。

    同時這也是體現(xiàn)大型工程商都小型器材批發(fā)商工程安裝的技術差異性。

    激光紅外燈實際安裝要考慮的因素：

    a.激光紅外燈的斜角和仰角的安裝，都能夠加大照射面積和增加照射間隔，因此工程商應該打破原有的工程理解觀念，根據實際施工現(xiàn)場來公道配備激光紅外燈與攝像機的數目，使本錢最佳，效果最優(yōu)，真正體現(xiàn)工程技術先進性。

    b.大普公司激光紅外燈定焦產品（30米、50米、100米、150米、200米、300米）各型號的出光角度、功耗、照射間隔、照射面積有著不同的特性，如何進行公道搭配，滿足監(jiān)控要求，也是工程商在工程實工過程中的一大課題。例如激光紅外燈遠間隔產品100米以上和短間隔激光紅外燈及LED紅外燈、陣列式紅外燈搭配可實現(xiàn)從近到遠的監(jiān)控。

    總之激光紅外燈技術的發(fā)展與應用是安防行業(yè)不可逆轉的趨勢，為夜視監(jiān)控領域創(chuàng)造另一片空間。對于新技術總有人抱著懷疑的態(tài)度，也有人保持著接納的態(tài)度，新技術的機遇與機會永遠留給擁有接納心態(tài)的人與企業(yè)，自主創(chuàng)新是企業(yè)的核心競爭力，而紅外激光夜視技術迎合、融合企業(yè)的紅外技術發(fā)展方向，誰把握了這個方向，誰就把握了市場的至高點，從而贏得客戶對企業(yè)實力與創(chuàng)新能力的認可，從而贏得市場的前期利潤與市場控制與占有。隨著激光紅外技術的發(fā)展及市場的認可，激光紅外燈是否成為市場主流的紅外夜視產品，大家心理都有一個問號？但這個問號還有多久？