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。