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光是一種電磁波，它的波長(zhǎng)區(qū)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(zhǎng)范圍為380nm～780nm，可見(jiàn)光波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短分為紅、橙、黃、綠、青、蘭、紫光，波長(zhǎng)比紫光短的稱(chēng)為紫外光，波長(zhǎng)比紅外光長(zhǎng)的稱(chēng)為紅外光。

普通CCD黑白攝像機(jī)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(jī)，配合紅外燈可以比較經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)夜視的基本原理。而普通彩色攝像機(jī)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(jī)理分為半導(dǎo)體固體發(fā)光（紅外發(fā)射二級(jí)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(jí)管矩陣組成發(fā)光體。紅外發(fā)射二級(jí)管由紅外輻射效率高的材料（常用砷化鎵GaAs）制成PN結(jié)，外加正向偏壓向PN結(jié)注入電流激發(fā)紅外光。光譜功率分布為中心波長(zhǎng)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(jī)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(zhǎng)紅外管）或僅有微弱紅暴（紅暴為有可見(jiàn)紅光）和壽命長(zhǎng)。

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(dāng)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(duì)工作電壓十分敏感。因此要求工作電壓準(zhǔn)確、穩(wěn)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(yuǎn)距離紅外燈，熱耗是設(shè)計(jì)和選擇時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。

紅外二極管的最大輻射強(qiáng)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(qiáng)度為最大值的50%的角度稱(chēng)為半強(qiáng)度輻射角。不同封裝工藝型號(hào)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(xiàn)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察到。當(dāng)加熱500度左右時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生暗紅色的可見(jiàn)光，隨著溫度的上升，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(xù)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(dá)到平衡。

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

根據(jù)以上原理，經(jīng)特殊設(shè)計(jì)和工藝制成的紅外燈泡，其紅外光成分最高可達(dá)92～95%。國(guó)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(jī)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(yuǎn)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(duì)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(yīng)用了高通紅外濾波鋼化玻璃。波長(zhǎng)愈長(zhǎng)，紅暴愈小，甚至可達(dá)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(zhǎng)可根據(jù)用戶(hù)對(duì)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(duì)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(nèi)部紅外燈泡由于可見(jiàn)光濾除的部分，轉(zhuǎn)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(wěn)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(dá)到1470W，這一瞬間燈絲負(fù)荷過(guò)載達(dá)幾十倍，這對(duì)燈絲壽命有非常大的影響。人們研制的燈絲保護(hù)電路，相信紅外燈燈泡的工作壽命會(huì)成倍增長(zhǎng)。此外，還增加了延時(shí)開(kāi)關(guān)電路以防環(huán)境的光干擾。