激光云台摄像机的红外激光灯在安防夜视监控中的应用特点

第五代安全型红外激光灯（自由空间输出模式）

红外激光夜视照明要进入民用市场的最大壁垒除了价格以外，就是市场上对激光安全的担心。在欧美、日本等一些发达国家的夜视监控市场，对红外激光灯的安全要求更是十分严格。根据美国PDA标准、国际电工委员会IEC标准规定，只有达到3B类激光安全等级的红外激光灯才允许在开放式环境中使用，4类激光安全等级的一律只能在封闭式的环境中使用。非常遗憾的是，从第一代到第四代的红外激光灯都同只达到4类激光安全级别。2015年，曾有某上市公司的夜视监控摄像设备出口到日本，结果却遭遇到退货并罚款，原因只是因为他们使用的3B类安全等级的红外激光灯实际上达不到3B类等级标准。自此，要做出口产品，首先关注的就是激光灯的安全等级。假3B类激光安全事件为中国安防夜视监控业界敲响了警钟，同时也是国内企业开拓国外市场、进入民用市场的硬伤。

一直到2016年6月，三千米光电推出全球首款3B类激光安全级别的红外激光灯，这就是第五代安全型的红外激光灯。它不仅是全智能的，而且外型与第四代自由空间输出的红外激光灯十分相似，整机尺寸大小一样，只是出光镜头的直径大了很多。之所以能成为全新一代的红外激光灯，源于它拥有了前面所有版本都无法实现的几大特点。

首先，使用安全的VCSEL面射型激光光源。第五代安全型红外激光灯是业内第一只基于VCSEL面射型激光芯片生产的，属于面光源，在人的视网膜上成像是一个面。前面四代红外激光灯都是使用EEL边射型激光芯片，属于点光源，在视网膜上成像是一个点。因此，同样大小功率的激光，面光源的光能量密度要比点光源的小。

美国国家标准局（ANSI）公布的ANSI Z136眼睛安全标准800nm激光的最高能量密度规定为1MJ/cm2 ●秒，创造损伤概率微乎其微，被认为是安全的光源。第五代安全型红外激光灯所使用的VCSEL激光的能量密度远低于ANSI Z136眼睛安全标准的几十倍，而EEL边发射激光的能量密度却远高于此安全标准值。这也是前四代红外激光灯产品一直达不到3B类激光安全级别的主要原因。

其次，应用安全的光学设计。以往，因受到激光技术发展水平限制，为获得较远距离的有效照明距离，激光照明普遍使用大功率的激光器，而且还尽可能的将激光光速聚集以获得更高的光功率。然而，这设计思路与安全的目的是背道而驰的。也曾有人对第五代安全型红外激光灯的大直径出光镜头提出疑问，镜头越大，光衰减越大，激光器功率势必越大。

其实这是一个错误的判断。出光镜头越大，其光能量密度自然越低，只要通过高水平的光学处理设计，确保出光激光光束保持高准直性，激光输出的总能量大小实际上损失极少。从而实现了低能量密度、高光强的安全光学设计。有着“世界最大的天眼”之称的贵州500米口径球面射电望远镜就是一个很好的例证。随着大功率激光器的技术发展，安全光学设计的理念将会被越来越多人认同与运用。

还有，安全型红外激光灯的耐温性达到了工业级，即工作温度范围为-40℃～+85℃，实现了-40℃超低温冷启动，这也是以往的红外激光灯都无法比拟的。

最后一个特点与安全的直接相关性并不大，却是安全型红外激光灯独有的特点：无损耗、无噪音、无抖动的3KM-AOT激光匀化技术。

业内人士都知道，毛玻璃激光匀化技术的匀化效果虽好，但仍存在着诸多不如人意的问题，如它会不同程度的损耗激光出光率，毛玻璃的透光率太高了匀化效果不明显，透光率低了出光功率衰减太大等，最要命的是激光匀化后出光功率的一致性极难控制。另外，激光匀化系统还有容易产生噪音及震动等的问题，还有毛玻璃激光匀化技术在摄像机摄像快门速度≥150时，光斑出现不同程度的忽大忽小及圆周水波纹抖动，快门速度越快，抖动的幅度越大越剧烈，这些缺陷都直接影响夜视监控效果。因此，基于毛玻璃的激光匀化技术让人既爱又恨，甚至被红外激光灯生产商喻为能不用就不用的“输液疗法”。

安全型红外激光灯抛弃了传统的基于毛玻璃的激光匀化技术，利用多个扩散光源阵列空间重叠覆盖的原理设计，完美消除激光散斑以及条纹和点状缺陷，使得激光散斑效果非常细腻柔和，避免了匀化系统对激光功率及照明效果的负影响。它与传统的毛玻璃激光匀化技术相比，有6大亮点：无损耗、无噪音、无震动、无抖动、无散斑、光强更高。