超远距离红外激光夜视系统的原理与应用

大气紊乱性的影响

大气具有一定程度的紊乱性，它除了会造成信号损耗外，还会给信号掺入噪声。如风会引起大气乱流，而大气乱流又会导致信号路径上空气的折射率发生变化。这种现象与阳光曝晒下的地区产生热浪、引起海市蜃楼的现象类似。这种影响最终是将红外光束折射到无法确定的其它方向，从而使摄像机拍不到所需监控的目标。

由此可知，由于红外光波传输技术是在空气介质中传输，因此其传输质量受天气的影响较大。一般，晴天对传输质量的影响最小，而雨、雪和雾天对传输质量的影响较大。经测试，红外光波传输受天气影响的衰减经验值为：晴天5~15dB/Km；雨天20~50dB/Km；雪天50~150dB/Km；雾天50~300dB/Km。目前解决这个问题，一般采用更高功率的LD管、更先进的光学器件和多光束。
实际上，对超远距离红外激光夜视系统来说，主要受上述空气中的微粒、雾气等吸收和散射的影响，同步脉冲距离选通技术能较好地解决这一问题。

同步脉冲距离选通技术

距离选通(Range-Gate)技术，实际上主要有二个关键：一是要有脉冲激光束照射技术，即所发射的激光是可控制的脉冲式的；二是要有能高速开通和关闭的强化CCD，且其开关速度达几百ns，而且还要与激光束脉冲保持严格同步。这样，就可使观察人员选定特定的观察距离，从而可轻易地消除其他距离内水珠、雾、雪、沙尘等产生的强散射光与反射光的干扰。因为CCD大部分时间是关闭的，不接收这些干扰光，所以就不会在CCD上显像。

激光的安全影响了使用

为解决天气对光波传输质量的影响，往往加大激光二极管的功率。但超过一定功率电平的激光对人眼可能会产生影响，因此人体可能被激光系统释放的能量伤害。所以，为增加夜视距离，激光功率不能无限制地加大。

超远距离的红外激光夜视系统的几个主要部件的选择

人的眼睛能看到的可见光波长从长到短为0.78μm、0.38μm，其颜色排列依次为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。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。利用红外光源，能发出人们肉眼看不到的红外光线去照亮被拍摄的物体，红外线经物体反射后进入镜头到CCD上成像，这时即可拍摄到黑暗环境下肉眼看不到的影像。