關(guān)于激光紅外燈技術(shù)在安防夜視領(lǐng)域的應(yīng)用

 上傳時間:2013-12-21 文章來源：光粒網(wǎng)

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

【關(guān)鍵字】激光紅外燈技術(shù),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(shù)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(jìn)行中遠(yuǎn)間隔跟蹤監(jiān)視，目前LED紅外燈產(chǎn)品，實際上是無法完成中遠(yuǎn)間隔的跟蹤監(jiān)控，但真正能實現(xiàn)中遠(yuǎn)間隔監(jiān)控的紅外燈產(chǎn)品，激光紅外燈產(chǎn)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(yuǎn)間隔監(jiān)控，產(chǎn)品造價使得多數(shù)工程商看而止步，究竟幾公里遠(yuǎn)間隔項目數(shù)目相對較少。而大普公司推出的激光紅外燈產(chǎn)品，主要集中于500米以下，真正使激光紅外技術(shù)落實到民用工程項目當(dāng)中，完成民用項目的廣泛應(yīng)用。

    目前在監(jiān)控夜領(lǐng)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?wù)劶す饧t外燈看法，供大家對激光紅外燈產(chǎn)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(dá)了制造激光的全過程，1964年我國著名科學(xué)家錢學(xué)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(dǎo)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(zhuǎn)化光能，波長不一樣）、氣體激光器（如，二氧化碳激光器）、化學(xué)激光器（化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能）、半導(dǎo)體激光器（電能轉(zhuǎn)化為光能）。激光紅外燈屬于半導(dǎo)體激光器是利用半導(dǎo)體材料，在空穴和電子復(fù)合的過程中電子能級的降低而開釋出光子來產(chǎn)生光能的，然后光子在諧振腔間產(chǎn)生諧振規(guī)范光子的傳播方向而形成激光。半導(dǎo)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(dǎo)體激光器電能到光能的轉(zhuǎn)化效率高，電光轉(zhuǎn)換效率至少55%， LED燈電光轉(zhuǎn)換率最高只能達(dá)到20%。

    4、激光紅外燈 激光紅外燈采用半導(dǎo)體激光器為發(fā)光器件

    ①半導(dǎo)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(yuǎn)的間隔仍有足夠的光照強(qiáng)度，所以非常適合遠(yuǎn)間隔照明。可對遠(yuǎn)間隔目標(biāo)進(jìn)行照明正是紅外激光照明器的最大特點。

    半導(dǎo)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(qiáng)，到邊沿逐漸變?nèi)酰�或者呈明暗條紋狀分布。所以，直接使用半導(dǎo)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(chǎn)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(fù)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(xué)系統(tǒng)處，使光束垂直截面的能量分布達(dá)到均勻化，從而實現(xiàn)照明應(yīng)用。

    ②激光紅外燈+普通CCD攝像機(jī)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(chǎn)能力獨立研發(fā)并生產(chǎn)的夜視照明產(chǎn)品。產(chǎn)品采用810nm波長的紅外半導(dǎo)體激光器作為光源，配合感紅外攝像機(jī)、黑白CCD攝像機(jī)或微光夜視設(shè)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(yīng)性。

    激光紅外燈通常選用810nm半導(dǎo)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(yīng)。現(xiàn)在各個正規(guī)廠家的感應(yīng)芯片對于810NM的光譜具有很強(qiáng)的感應(yīng)效果。

    只是在做成攝像機(jī)時，為了保證彩色圖像質(zhì)量，會把近紅外光在進(jìn)進(jìn)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(yán)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(shè)、森林、礦山、海事、海關(guān)、港口、海水養(yǎng)殖、鐵路、機(jī)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(shè)施、軍事機(jī)關(guān)、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(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)缺點

    關(guān)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(lǐng)域已經(jīng)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(shù)目和功率電流，但是卻犧牲了散熱和壽命。假如不從技術(shù)本質(zhì)上進(jìn)行改革，這些題目就不能從根本上解決。

    想要實現(xiàn)中遠(yuǎn)間隔的監(jiān)控就得采用新的技術(shù)，那就是紅外激光夜視技術(shù)。而我們大普公司目前是國內(nèi)最大的泵浦激光器的生產(chǎn)基地，以自身專業(yè)生產(chǎn)半導(dǎo)體激光器龐大技術(shù)實力及規(guī)模化生產(chǎn)研發(fā)經(jīng)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(shù)上的需求，給更多安防企業(yè)帶來無窮的商機(jī)和發(fā)展，也將引領(lǐng)安防行業(yè)夜視領(lǐng)域突破間隔局限向更深更遠(yuǎn)方向發(fā)展，隨著激光紅外燈技術(shù)的精益求精與發(fā)展，其必然成為夜視紅外技術(shù)的主導(dǎo)產(chǎn)品。

    激光紅外燈本質(zhì)：半導(dǎo)體激光器的電光轉(zhuǎn)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(yuǎn)遠(yuǎn)的低于LED燈，激光波長的選擇可以增大CCD對波長的感應(yīng)程度。（例如：選用810nm的光源其對CCD的感應(yīng)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(yīng)曲線。

    激光紅外燈最根本優(yōu)點：

    ? 照射間隔遠(yuǎn)：常規(guī)產(chǎn)品照射間隔30～500米，最遠(yuǎn)可達(dá)3000米。

    ? 亮度強(qiáng)：CCD對810nm激光感應(yīng)比850nm LED燈感應(yīng)度高出30%。

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

    ? 產(chǎn)品功耗低：大普激光紅外燈常規(guī)產(chǎn)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(guān)的環(huán)保節(jié)能政策。

    三、紅外夜視的發(fā)展進(jìn)程

    1．LED紅外燈：屬于第一代紅外產(chǎn)品（鹵素?zé)粽劜簧鲜袌鰬?yīng)用），但LED紅外燈在前期市場有著不可磨滅的市場貢獻(xiàn)，現(xiàn)階段LED紅外燈由于本錢低技術(shù)門檻低，使得市場一片混亂，幾個人的小作坊就可以生產(chǎn)出LED紅外燈，再供給市場。使得LED產(chǎn)品質(zhì)量存在著極大的負(fù)面印象。當(dāng)然有一些正規(guī)的生產(chǎn)廠家產(chǎn)品LED產(chǎn)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(chǎn)品，只是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行了延伸采用LED Array技術(shù)，但電光轉(zhuǎn)換率依然不是很高，市場反映25%左右，多余的依然轉(zhuǎn)換成熱量，使得陣列式紅外燈產(chǎn)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(shù)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(shù)的第二代紅外燈產(chǎn)品。激光紅外燈的生廠工藝不像LED紅外燈一樣，拿一些相關(guān)的元器件進(jìn)進(jìn)組裝就可以完成，沒有半導(dǎo)體激光器龐大的生產(chǎn)技術(shù)實力的多年積累，是無法完成優(yōu)良產(chǎn)品的制成。同時激光紅外燈生產(chǎn)需要投進(jìn)龐大的資金，也是一般廠家所不能完成的，所以可以預(yù)見激光紅外燈產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鍵上風(fēng)，永遠(yuǎn)保證合作廠家的，本錢上風(fēng)與技術(shù)上風(fēng)。隨著市場推進(jìn)，激光紅外燈終極會成為主流的紅外夜視產(chǎn)品。

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

    四、激光紅外燈相關(guān)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。

    隨著激光紅外燈的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展，激光紅外燈做為攝像機(jī)夜視補(bǔ)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(yuǎn)間隔最佳搭配的紅外光源產(chǎn)品。由于看到激光紅外技術(shù)是不同于LED本質(zhì)的另外一先進(jìn)性的紅外技術(shù)，且后繼成為紅外技術(shù)的主導(dǎo)產(chǎn)品與主導(dǎo)市場，國內(nèi)市場50強(qiáng)前端設(shè)備產(chǎn)品紛紛投進(jìn)到激光紅外燈與自身產(chǎn)品的配套開發(fā)中。以最敏銳的市場眼光，捉住市場先機(jī)來滿足市場需求，同時能占據(jù)市場的領(lǐng)導(dǎo)地位，同時占據(jù)技術(shù)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(guān)產(chǎn)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(chǎn)品，多數(shù)在室外用于遠(yuǎn)中近間隔360度全方面監(jiān)控，（能文能武）能近能遠(yuǎn)，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(bǔ)光，但以往多數(shù)工程商都采用近間隔LED紅外燈實現(xiàn)近間隔照明，但遠(yuǎn)間隔無所適從，對中遠(yuǎn)間隔激光紅外燈有著強(qiáng)烈的要求，激光紅外燈在中遠(yuǎn)間隔有著本質(zhì)性的上風(fēng)，一出現(xiàn)就能滿足其需求。正是市場有著強(qiáng)烈的需求推動各大云臺生產(chǎn)廠家，整合激光紅外技術(shù)，相應(yīng)推出激光式的激光智能高速一體化云臺產(chǎn)品（各個廠家激光云臺產(chǎn)品叫法不一），滿足市場需求。

    2．激光智能車載云臺一體機(jī)

    公安偵察系統(tǒng)經(jīng)常出進(jìn)一些完全無光線的情況下進(jìn)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(yuǎn)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(yuǎn)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(nèi)一些車載云臺生產(chǎn)廠家已經(jīng)推出各式的激光車載云臺產(chǎn)品，成為市場領(lǐng)導(dǎo)者與領(lǐng)跑者，當(dāng)然也是利潤領(lǐng)導(dǎo)者。

    3．激光智能一體化球型云臺

    戶外的球型云臺產(chǎn)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(yuǎn)間隔需求，目前已經(jīng)有不少球型云臺廠家開始尋求向激光紅外技術(shù)發(fā)展。但球型的結(jié)型是各大廠家難以向激光紅外技術(shù)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(shù)廠家謹(jǐn)慎心理的體現(xiàn)。但市場已經(jīng)有個別的廠家開始參與這一塊。

    4．激光球機(jī)

    固然現(xiàn)階段把激光紅外燈融進(jìn)球機(jī)，無論是從結(jié)設(shè)計上還是散熱處理上都是較大的困難，但激光紅外球機(jī)在行業(yè)內(nèi)已然形成了概念，各廠家也相續(xù)進(jìn)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(chǎn)品多數(shù)在比較危險環(huán)境進(jìn)行安裝應(yīng)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(shù)，在比較惡劣的環(huán)境，難以實現(xiàn)較遠(yuǎn)的照明間隔，而這些環(huán)境洽洽需要中遠(yuǎn)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(nèi)最大型的防爆廠家已經(jīng)著手開始研發(fā)防爆型激光紅外燈及防爆型激光一體機(jī)（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(lǐng)域又走出一大步做出及大的貢獻(xiàn)。

    五、激光紅外燈的使用誤區(qū)

    1．配套攝像機(jī)產(chǎn)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(zhuǎn)黑攝像機(jī)來感應(yīng)激光紅外燈的紅外光，發(fā)現(xiàn)完全感應(yīng)不到，或非常微弱，有一種上當(dāng)受騙的感覺，實在不然，由于普通彩轉(zhuǎn)黑攝像機(jī)采用濾光片技術(shù)，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(yīng)或感應(yīng)很弱。

    能與激光紅外燈反搭配的攝像機(jī)不管是槍機(jī)還是一體機(jī)目前幾乎都采用的是雙濾光片切換IRC技術(shù)，但使用這種技術(shù)一般攝像機(jī)本錢相對較高，所以目前只有一些國際著名品牌攝像機(jī)像SONY、三星、松下、LG等等幾乎所有系列產(chǎn)品采用這種雙濾光片切換技術(shù)，而國內(nèi)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(chǎn)品當(dāng)中采用雙濾光片切換技術(shù)，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(yīng)兼容，來適應(yīng)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(rèn)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，希看激光紅外燈與LED紅外燈一樣，在100米200米300米500米以上都能夠?qū)崿F(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(shù)可以做得到遠(yuǎn)間隔全方位的照明，只能實現(xiàn)中遠(yuǎn)間隔局部范圍的照明。

    當(dāng)然激光的技術(shù)不斷的進(jìn)步，實現(xiàn)300米以內(nèi)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(yuǎn)近兼顧的照明需求。

    3．工程安裝的誤區(qū)

    多數(shù)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(jī)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(jī)捆綁在一起會產(chǎn)生明顯的光圈現(xiàn)象，會產(chǎn)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(dāng)然的把激光紅外燈與攝像機(jī)捆在一起做工程安裝。

    一些務(wù)實的技術(shù)型公司根據(jù)市場需求清楚的熟悉到中遠(yuǎn)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(jī)捆綁在一塊安裝所產(chǎn)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(yuǎn)間隔監(jiān)控方面，假如方案設(shè)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(shù)實力。如何根據(jù)工程現(xiàn)場環(huán)境，在不同方位把激光紅外燈與攝像機(jī)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(shù)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(shù)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(yīng)該打破原有的工程理解觀念，根據(jù)實際施工現(xiàn)場來公道配備激光紅外燈與攝像機(jī)的數(shù)目，使本錢最佳，效果最優(yōu)，真正體現(xiàn)工程技術(shù)先進(jìn)性。

    b.大普公司激光紅外燈定焦產(chǎn)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(jìn)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(yuǎn)間隔產(chǎn)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(yuǎn)的監(jiān)控。

    總之激光紅外燈技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用是安防行業(yè)不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，為夜視監(jiān)控領(lǐng)域創(chuàng)造另一片空間。對于新技術(shù)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(shù)的機(jī)遇與機(jī)會永遠(yuǎn)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(shù)迎合、融合企業(yè)的紅外技術(shù)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(rèn)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(shù)的發(fā)展及市場的認(rèn)可，激光紅外燈是否成為市場主流的紅外夜視產(chǎn)品，大家心理都有一個問號？但這個問號還有多久？