国内激光夜视照明的研究[2]

为保证成像质量，避免红外光与可见光的相互干扰，摄像机的光敏元件前一般有滤光片，在选择激光夜视摄像机时，其中的滤光片必须能透过810nm波长附近的光。

3. 激光夜视的优势及国内研究情况

3.1 照明距离远

激光器件光功率高光束发散性小，有利于进行激光光束整形，可以实现比LED点阵和LED阵列更远距离的夜视照明。一般情况下， 激光夜视监控的作用距离与激光发射功率、照明角度、大气环境 、目标反射率、成像系统特性等都有直接关系:

其中，Ed 为感光元件成像的照度阈值，P为无其他光情况的激光功率，R为照明距离，θ为照明角度，ε为照明系统透过率，ρ为目标漫反射系数，μ为大气衰减系数，τ为成像系统透过率，D为成像系统透光孔径，f为成像系统焦距[3]。

例如，使用我公司激光器设计的激光高速球，200米时发光角度如设定为0.07rad。估算条件如下：发射和接收光学系统的透过率跟所使用的玻璃元件数、有没有镀增透膜相关，光学镀膜处理后，可在0.9左右。取ε=0.9，τ=0.9。SONY摄像机F值为3.0，标称CCD最低照度0.01 Lux,信噪比大于50，照度阈值小于0.0002.有资料称白纸的漫反射系数为0.75左右，清空下空气衰减系数取0.0002/m。经计算，要看清楚200m处的白色纸板，激光器功率应在2W以上。综合考虑不同环境下的空气衰减，我们使用4W激光器，来满足各种应用环境要求。

目前，国内生产的云台式的激光监控设备，使用激光照明器出光功率超过15W，夜间监控距离可以达到3-5公里。

3.2 激光器寿命长

半导体激光器光电转换效率在60%以上，产生热量不足总功率的40%，另外金属热沉热导率高，同时配合温控电路，可以保证激光器工作温度不超过50摄氏度。但LED的光电转换效率最高在25%左右，有75%以上的电功率转换为热量。半导体器件的寿命与温度密切相关，光电子器件的寿命经验公式：