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光是一種電磁波，它的波長(cháng)區間從幾個(gè)納米（1nm=10-9m）到1毫米（mm）左右。人眼可見(jiàn)的只是其中一部分，我們稱(chēng)其為可見(jiàn)光，可見(jiàn)光的波長(cháng)范圍為380nm～780nm，可見(jiàn)光波長(cháng)由長(cháng)到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長(cháng)比紫光短的稱(chēng)為紫外光，波長(cháng)比紅外光長(cháng)的稱(chēng)為紅外光。

普通CCD黑白攝像機可以感受光的光譜特性，它不僅能感受可見(jiàn)光，而且可以感受紅外光。這就是利用普通CCD黑白攝像機，配合紅外燈可以比較經(jīng)濟地實(shí)現夜視的基本原理。而普通彩色攝像機的光譜特性不能感受紅外光，因此不能用于夜視。

紅外燈按其紅外光輻射機理分為半導體固體發(fā)光（紅外發(fā)射二級管）紅外燈和熱輻射紅外燈兩種。其原理及特性我們介紹如下：

（1）紅外發(fā)射二極管（LED)紅外燈的原理及特性

由紅外發(fā)光二級管矩陣組成發(fā)光體。紅外發(fā)射二級管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結，外加正向偏壓向PN結注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長(cháng)830～950nm，半峰帶寬約40nm左右，它是窄帶分布，為普通CCD黑白攝像機可感受的范圍。其優(yōu)點(diǎn)是可以完全無(wú)紅暴，（采用940～950nm波長(cháng)紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見(jiàn)紅光）和壽命長(cháng)。

紅外發(fā)光二極管的發(fā)射功率用輻照度μW/m2表示。一般來(lái)說(shuō)，其紅外輻射功率與正向工作電流成正比，但在接近正向電流的最大額定值時(shí)，器件的溫度因電流的熱耗而上升，使光發(fā)射功率下降。紅外二極管電流過(guò)小，將影響其輻射功率的發(fā)揮，但工作電流過(guò)大將影響其壽命，甚至使紅外二極管燒毀。

當電壓越過(guò)正向閾值電壓（約0.8V左右）電流開(kāi)始流動(dòng)，而且是一很陡直的曲線(xiàn)，表明其工作電流對工作電壓十分敏感。因此要求工作電壓準確、穩定，否則影響輻射功率的發(fā)揮及其可靠性。輻射功率隨環(huán)境溫度的升高(包括其本身的發(fā)熱所產(chǎn)生的環(huán)境溫度升高)會(huì )使其輻射功率下降。紅外燈特別是遠距離紅外燈，熱耗是設計和選擇時(shí)應注意的問(wèn)題。

紅外二極管的最大輻射強度一般在光軸的正前方，并隨輻射方向與光軸夾角的增加而減小。輻射強度為最大值的50%的角度稱(chēng)為半強度輻射角。不同封裝工藝型號的紅外發(fā)光二極管的輻射角度有所不同。

（2）熱輻射紅外燈的基本原理及特性

熱輻射現象是極為普通的,物體在溫度較低時(shí)產(chǎn)生的熱輻射全部是紅外光，所以人眼不能直接觀(guān)察到。當加熱500度左右時(shí)，才會(huì )產(chǎn)生暗紅色的可見(jiàn)光，隨著(zhù)溫度的上升，光變得更亮更白。在熱輻射光源中通過(guò)加熱燈絲來(lái)維持它的溫度，供輻射繼續不斷的進(jìn)行。維持特定的溫度而從外部提供的能量與因輻射而減少的能量達到平衡。

輻射體在不同加熱溫度時(shí)，輻射的峰值波長(cháng)是不同的，其光譜能量分布也是不同的。

根據以上原理，經(jīng)特殊設計和工藝制成的紅外燈泡，其紅外光成分最高可達92～95%。國外生產(chǎn)的這種紅外燈泡的技術(shù)性能為:

功率100～375W；電源電壓 230～250V；使用壽命5000小時(shí)、輻射角度60～80度。

普通黑白攝像機感受的光譜頻率范圍也是很寬的，且紅外燈泡一般可制成比較大的功率和大的輻照角度，因此可用于遠距離紅外燈，這是它的優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是包含可見(jiàn)光成份，即有紅暴，且使用壽命短，如果每天工作10小時(shí)，5000小時(shí)只能使用一年多，考慮散熱不夠，壽命還要短。而對于客戶(hù)來(lái)講，更換燈泡是麻煩和不愉快的事情。

在克服熱輻射紅外燈缺點(diǎn)方面進(jìn)行了許多努力，先是研制和應用了高通紅外濾波鋼化玻璃。波長(cháng)愈長(cháng)，紅暴愈小，甚至可達到全無(wú)紅暴，但是，紅外光的效率愈低，紅外燈發(fā)熱就愈高。紅外玻璃的波長(cháng)可根據用戶(hù)對紅暴要求高低加以選擇，一般而言，相同有效輻照距離時(shí)，對紅暴要求愈高，造價(jià)愈高。紅外玻璃經(jīng)過(guò)鋼化，可以耐受急冷急熱的變化，在內部紅外燈泡由于可見(jiàn)光濾除的部分，轉化產(chǎn)生熱量，溫度會(huì )很高，外部冷風(fēng)及雨雪的突襲下，急冷而不致?lián)p壞。為提高熱輻射紅外燈的壽命，采用了光控開(kāi)關(guān)電路，以減小其工作時(shí)間；采用了變壓穩壓整流電路，使其發(fā)光功率得以充分發(fā)揮而且提高了紅外燈的壽命；而更重要的是考慮燈絲冷阻是非常小的，如100W紅外燈泡，燈絲熱阻為529Ω，這時(shí)的工作電流只有0.4348A，而冷阻只有36Ω，紅外燈接通電源瞬間為6.39A瞬時(shí)功達到1470W，這一瞬間燈絲負荷過(guò)載達幾十倍，這對燈絲壽命有非常大的影響。人們研制的燈絲保護電路，相信紅外燈燈泡的工作壽命會(huì )成倍增長(cháng)。此外，還增加了延時(shí)開(kāi)關(guān)電路以防環(huán)境的光干擾。