套用背景
自2000年以來，數位化監控市場得到了飛速的發展，國內誕生了一批新興的數位化監控產品生產企業，其中以數位化安防產品為代表的夜視技術應市場需求發展尤其迅速。
低照度CCD攝像機達不到夜視要求，使得監控系統一到晚上便馬上“失明”，雷射紅外夜視系統的出現有效彌補了這一漏洞，成為夜間監視的佼佼者。
行業套用
雷射紅外夜視夜視技術已成為當前監控技術的一個重要組成部分。多年來，在直視監控技術的基礎上，夜視技術已得到迅速發展，而且已滲透到工業、農業、國防、公安、石油以及國民經濟和生活的各個部門和領域。夜視技術在公安業務中的套用，已愈來愈引起人們的高度重視。在重要場所的監控、首腦人物的警衛、重要文物的保護、安全檢查、交通管制、刑事偵察、消防工作、傳送情報等業務工作中，都將其作為重要手段。
當然，還有些地方如深海、森林深處、無燈光的倉庫、船艙、暗室等照度更低。對於一些不允許用燈光照明的特殊場所就得用夜視系統監控。其次，在地點上的隨機性更是顯而易見的。偷渡、走私在海上、海岸或邊陲，盜竊電器物資在荒野，偷伐樹木在林區。為防止不法分子的為非作歹，就必須進行監視。而這些地點由於地域廣闊，不能安裝照明設備，也只好利用夜視儀來幫忙了。再次，在場合上有的是公開場合，也有的是秘密場合。為了能隱蔽監視，就不允許用照明設備。比如邊防出入境、走私、偷渡、販毒或其他重要機密部門的警衛暗哨，夜視系統是很好的幫手。
紅外雷射遠距離夜視系統國外部分已開發國家的技術較為成熟，可是由於設備外形笨重、價格昂貴（1千米遠距離的設備在10萬美金左右）等諸多因素的存在，加上我國的基本國情使得依靠進口來普及此類技術的可能性極小；安星公司聯合業內高級專家研製的紅外雷射遠距離夜視系統，有效的擺脫了成本和外形設計的技術難關，使紅外雷射夜視系統很快在邊防、油田、公安、海防、水庫大壩等領域得到推廣和套用。雷射夜視儀其夜間監控距離可達到5000米。
用在公安部門海陸兩地緝毒、緝私、警偵、追捕等方面，可以有效的在黑暗中監控不法分子的行蹤，極大的降低辦案追捕人員的人身安全威脅。
由於石油、工礦行業的工作現場和環境的特殊性，夜視系統的套用可以有效地解決空曠地的由於黑夜無法看清楚遠距離的設備免遭不法分子破壞，有效地提高人員的使用量，增加了安全性。為石油、工礦行業的安全防範和保衛工作實現了黑暗中遠距離監控的技術需求。外發生時指揮監控能及時了解黑暗裡的人員及設備狀況，據此做出有效的應急反應，可以有效比如：油井夜間監控，輸油管道的防盜油，井下的防水系統、天然氣系統的監視，以及在意的將損失控制為最小。
夜視儀在文物、金庫及重要倉儲、基地的套用。
系統組成
雷射紅外夜視雷射夜視系統採用雷射照明系統、可變焦鏡頭、超低照度寬廣紅外攝像機、全方位雲台等設備，使用科學、先進的手段集合而成。主要特點是：
彩色轉黑白：採用設計，，配合雷射紅外照明系統，實現白天彩色晚上黑白的全天候實時監控。
雷射光斑可調：採用特殊雷射電動鏡頭，可實時對雷射光斑的照度角度和光強進行調整，實現了無盲區夜視。
監視距離遠：可達1500-2000米。
照度低：可在沒有包括星光的任何照明的黑暗環境下使用。
變焦範圍大焦距從10-500mm連續可變。
光軸穩定性好採用了光軸微調系統，在全變焦過程中，畫面沒有跑偏
或跳動。
本系統被廣泛套用在：邊防、海防、海事、防汛、森林防火、城市環境檢測、油田、海堤、公安、鐵路火車機車等需要遠距離夜視監控的場所。
紅外夜視系統的選擇最重要的問題是成套性，即紅外燈與攝像機、鏡頭、防護罩、供電電源、恆溫系統的成套性。在設計方案時對所有器材綜合考慮設計，把它作為一個紅外低照度夜視監控系統工程來考慮設計。在考慮成套性時，特別要注意以下幾個問題。
選擇
紅外燈的選擇：人的眼睛能看到的可見光按波長從長到短排列，依次為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫。其中紅光的波長範圍為0.62～0.76μm；紫光的波長範圍為0.38～0.46μm。比紫光波長更短的光叫紫外線，比紅光波長更長的光叫紅外線。紅外夜視，就是在夜視狀態下，攝像機的紅外作用部件會發出人們肉眼看不到的紅外光線去照亮被拍攝的物體，沒有紅外濾光鏡，不再阻擋紅外線進入CCD，紅外線經物體反射後進入鏡頭進行成像，這時我們所看到的是由紅外線反射所成的影像，而不是可見光反射所成的影像，即此時可拍攝到黑暗環境下肉眼看不到的影像。因為普通彩色攝像機用CCD只能感應可見光,這就造成夜間所拍攝影像很不清晰或看不到圖像。為了解決這個問題,許多生產紅外夜視攝像機的公司採用“紅外LED+感紅外彩色CCD”的技術，紅外LED發光管品質一般，壽命只有2000-3000小時，攝像機只能使用不到一年就可能會產生故障，或因為單個紅外LED發光管功率較小，導致夜視攝像機照射距離較短。紅外燈的選擇直接關係到整套系統夜間的效果，目前市場廣泛使用的有LED紅外燈、微陣列LED紅外燈、鹵素濾光型紅外燈等。因以上幾種紅外燈在照射距離、功耗、效率等方面都存在一定局限性，從而不適用於遠距離遼望監控。本系統採用國際成熟雷射技術作為CCD照明輔助光源。雷射這個詞相信大家並不陌生，它的最國中文名叫做“鐳射”、“萊塞”，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation的各單詞的頭一個字母組成的縮寫詞。意思是“受激輻射的光放大”。什麼叫做“受激輻射”？它基於偉大的科學家愛因斯坦在1916年提出了的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質的原子中，有不同數量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發，會從高能級跳到（躍遷）到低能級上，這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光，而且在某種狀態下，能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做“受激輻射的光放大”，簡稱雷射。
一個科學的理論從提出到實現，往往要經過一段艱難的道路。愛因斯坦提出的這個理論也是如此。它很長一段時間被擱置在抽屜里無人問津。
1950年，波爾多一所中學的教師阿爾弗雷德?卡斯特勒同讓?布羅塞爾發明了“光泵激”技術。這一發明後來被用來發射雷射，並使他在1966年獲得了諾貝爾物理學獎。
雷射器的發明實際上提出了更多的問題。它必須使反射諧振器適應極短的波長。1951年，美國哥倫比亞大學的一位教授查爾斯?湯斯（Townes）對微波的放大進行了研究，經過三年的努力，他成功地製造出了世界上第一個“微波激射器”，即“受激輻射的微波放大”的理論。湯斯在這項研究中花費了大量的資金，因此他的這項成果被人們起了個綽號叫做“錢泵”，說他的這項研究花了很多的錢。後來湯斯教授和他的學生阿瑟?肖洛（Schawlow，諾貝爾物理獎的獲得者）想，既然我們已經成功地研究了微波的放大，就有可能把微波放大的技術套用於光波。1958年，湯斯和肖洛在《物理評論》雜誌上發表了他們的“發明”——關於“受激輻射的光放大”（即LASER）的論文。但是在實際中建造雷射器還有許多困難，人們對雷射的性質和作用都還沒有清楚的認識。於是湯斯教授和肖洛並沒有在此基礎上繼續進行研究和實驗，結果這項研究的成果被第三者利用了。這位第三者的名字叫西奧多?梅曼（Maiman）。
梅曼是美國加利福尼亞州休斯航空公司實驗室的研究員。在梅曼開始建造他的紅寶石雷射器之前，有人斷言紅寶石絕不是製造雷射的好材料，而肖洛也支持這種觀點。這使得很多人中止了用紅寶石來製造雷射的嘗試，但梅曼卻懷疑這個說法。為此，他花了一年的時間專門測量和研究紅寶石的性質，終於發現上述論斷所依據的基礎是錯誤的，而紅寶石確是製造雷射器的好材料。從此他著手建造那個世界上第一台雷射器。他的準備工作十分地詳細完備，1960年7月，梅曼在加利福尼亞的休斯空軍試驗室進行了人造雷射的第一次試驗，當按鈕按下時，第一束人造雷射就產生了。這束僅持續了3億分之一秒的紅色雷射標誌著人類文明史上一個新時刻的來臨。
這樣，世界上第一台雷射器——紅寶石雷射器--誕生了。它是一種固體雷射器，它的激勵系統是一支能突然爆發出強光的螺鏇形閃光管，雷射物質是一個插在螺鏇管中間的4厘米長的圓柱形寶石棒，這種紅寶石的主要成份是混有鉻離子的氧化鋁。在紅寶石棒上纏有閃光玻璃管以便讓晶體受光線照耀紅寶石，經閃光管發出的光照射後，發出雷射，通過光學諧振腔的加強和調節後，便射出一強有力的雷射。
在梅曼成功之後不久，氦氖雷射器也試驗成功。這一系列的成功使實力雄厚的貝爾實驗室也投入到雷射器的研究之中，而其資金和人力資源又迅速推動著研究工作的進展。
自從1960年以來，雷射家族有著迅猛的增長。現在有各種不同形狀不同大小的各種各樣的雷射器，可以產生出不同功率、不同波長的雷射。這些雷射的範圍包含從紅外到紫外以至X射線的所有區域。
雷射剛剛誕生不久就被人們稱為“解決問題的工具”。科學家們一開始就意識到雷射這種奇特的東西，將會像電力一樣注定要成為這個時代最重要的技術因素。迄今為止，僅僅二十多年的初步套用，雷射已經對我們的生活方式產生了重大影響。雷射通信使我們在地球的每一個角落裡都能準確迅速地進行信息交流；雷射唱盤可以使我們渴望親耳聆聽世界名曲的現場演奏幾近成真，雷射套用以CCD照明更是填補了電子系統的夜間失明。總之，雷射正實現著幾年前還令人難以置信的技術奇蹟。從工業生產到攝像機照明成像，從電訊通信到戰爭機器，科學和技術正運用雷射來解決一個又一個的難題。
雷射套用攝像機成像的基礎在於它的特性。雷射單色性好，又可在一個狹小的方向內有集中的高能量，因此利用聚焦後的雷射束可以對各種材料進行打孔。這是令人驚奇的。紅寶石雷射器中輸出脈衝的總能量煮不熟一個雞蛋，但卻能在3毫米的鋼板上鑽出一個孔。為什麼雷射這么神奇呢？關鍵不是光的能量，而在於其功率。雷射的功率是很高的，這也是它多方面被套用的基礎。
很久以來，人們對光就進行了各種各樣的研究。光到底是什麼東西呢？這個問題困擾了許多有才智之士。古希臘哲學家們認為光是高速運動的粒子流。凡是發光的物體，例如太陽，都能發出這樣的粒子流。當這些微小的粒子流接觸到眼睛上時，就引起了人們對光的感覺。
對於光的研究在以後很長的年代裡沒有進展，直到偉大的科學家牛頓，才開創了一個光學研究的新世紀。牛頓在他的工作室里，用三稜鏡把白光分解為從紅到紫的七種色光。這是人類第一次看到光的奧妙。白光並不是單一的，而是幾種不同色光的複合。進一步的研究使牛頓提出著名的光微粒說：光是由極小的高速運動微粒組成的；不同色光有不同的微粒，其中紫光微粒的質量最大，紅光微粒的質量最小。利用這種學說牛頓解釋了光的折射、反射和上面描述的色散現象。
微粒說合乎人們的日常直觀心理要求。由於光是直線行進的，人們很容易相信光是粒子流。而且由於牛頓的巨大聲望，微粒說一時獨領風騷。但在牛頓的同時代人中亦有人大力批駁微粒說，荷蘭人惠更斯(1629——1695)於1678年提出波動理論來解釋光的本性。他認為光的微粒理論無法解釋光線可以相互交叉通過而互不影響，但這卻是波的基本性質。利用光的波動理論也很容易解釋光的反射與折射現象。那么，到底光是波還是粒子呢?
到十九世紀初期，發現了光的干涉、繞射和偏振現象，這些行為只適合於光的波動理論解釋。同時，若根據微粒理論，光在水中的傳播速度要大於光在空氣中的傳播速度，而根據波動理論計算的結果則正好相反。在牛頓和惠更斯時期，人們還無法精確測量光速，因此無法用實驗判定兩理論的正誤。但到了十九世紀，科技水平和實驗技巧都大大發展，因此在1862年福科測得了光在水中的傳播速度，證實了其小於光在空氣中的傳播速度。這時光的微粒說基本上是徹底被放棄了。到1863年麥克斯韋發表著名的電磁理論，揭示了光波其實是電磁波的一種，這時波動理論的最後的一個難題——傳播媒質問題也被解決了。按照傳統的機械波理論，光振動是在彈性媒質中的一種機械振動。由於光速極大，人們不得不臆造一種彈性極大但密度極小的媒質“以太”，作為光傳播的媒質而散布在宇宙空間。可是，任何實驗都測不到以太的存在，而假定它的存在卻引起了許多麻煩。從而，“以太”成了波動理論之一大難題，是欲棄之而不能的“雞肋”。但麥克斯韋的理論告訴我們，電磁波的傳播不需要媒質。變化的電場產生變化的磁場，變化的磁場產生變化的電場。這樣，變化電磁場的交替產生就構成了電磁波由近及遠的傳播。因此，如果我們把光視為一種電磁波，則“以太”難題就迎刃而解了，因為根本就不需要它，丟掉這塊“雞肋”一切就解決了。
麥克斯韋理論完美地解釋了當時已知的所有光學現象。但從十九世紀末起，卻發現了一系列令人困惑的新的實驗結果。這些結果共同的特點是，他們無法用麥克斯韋理論來解釋。其中最典型的是光電效應實驗。
光電效應是由赫茲（H.R.Hertz，1857一1894）在1887年發現的。研究光電效應的裝置是在一個抽成高真空的玻璃小球內，內表面上塗有感光層(陰極K)，陽極A可做成直線狀或圓環形。當單色光通過石英視窗照射到陰極K上時，有電子從陰極逸出，這種電子叫作光電子。如果在A、K兩端加上電勢差U，則光電子在加速電場的作用下飛向陽極，形成迴路中的光電流。光電流的強弱由電流計讀出。像這種金屬受到光的照射而放出電子的現象就稱為光電效應。
光電效應實驗使傳統的光學理論受到嚴峻考驗。偉大的愛因斯坦於1905年提出光量子說來解釋該實驗。想法是革命性的，即認為光是一束束以光速運動的粒子流，每一個光粒子都攜帶著一份能量。光量子說受到普朗克量子說的很大影響。普朗克在解釋黑體輻射問題時認為光在發射和吸收過程中具有粒子性。愛因斯坦則進一步認為光在傳播過程中也具有粒子性。
光一方面具有波動的性質，如干涉、偏振等；另一方面又具有粒子的性質，如光電效應等。這兩方面的綜合說明光不是單純的波，也不是單純的粒子，而是具有波粒二象性的物質。這是認識上的不斷加深而得到的結論。應該注意這也還不是最後的答案。對於光的本性，雖然經過這么多年的探索，我們所知道的也的確是太少了。光到底是什麼?是在某一時刻表現為粒子，而在另一時刻表現為波?還是完全不同於我們現在所知的某種物質?這些問題也是當今的科學家們在苦苦思索的問題。
直到二十世紀初，人們才在實驗的基礎上揭開了原子結構的奧秘。原子結構像是一個小小的太陽系，中間是原子核，電子圍繞原子核不停地鏇轉，同時也不停地自轉。原子核集中了原子的絕大部分質量，但卻只占有很小的空間。原子核帶正電，電子帶負電，一般原子核與電子所攜帶的正負電荷數量相等，因此對外呈中性。電子繞核鏇轉具有一定的動能，同時負電荷的電子與正電荷的原子核之間存在著一定的位能。所有電子的動能與位能之和就是整個原子的能量，稱為原子的內能。
這種原子模型是1911年由英國科學家盧瑟福提出的。緊接著，1913年，丹麥物理學家玻爾提出了原子只能處於由不連續能級表征的一系列狀態——定態上，這與巨觀世界中的情況大不相同。人造衛星繞地球鏇轉時，可以位於任意的軌道上，也就是說可具有任意的連續變化的能量。而電子在繞核運動時，卻只能處於某些特定的軌道上。從而原子的內能不能連續的改變，而是一級一級分開的，這樣的級就稱為原子的能級。
不同的原子具有不同的能級結構。一個原子中最低的能級稱為基態，其餘的稱為高能態，或激發態。原子從高能態E2過渡到低能態E1時，會向外發射某個頻率為ν的輻射，滿足普朗克公式：hv=E1-E2。
式中h為普朗克常數。反之，該原子吸收頻率為ν的輻射時，就會從低能態E1過渡到高能態E2。
愛因斯坦在玻爾工作的基礎上於1916年發表《關於輻射的量子理論》。文章提出了雷射輻射理論，而這正是雷射理論的核心基礎。因此愛因斯坦被認為是雷射理論之父。在這篇論文中，愛因斯坦區分了三種過程：受激吸收、自發輻射、受激輻射。前兩個概念是已為人所知的。受激吸收就是處於低能態的原子吸收外界輻射而躍遷到高能態；自發輻射是指高能態的原子自發地輻射出光子並遷移至低能態。這種輻射的特點是每一個原子的躍遷是自發的、獨立進行的，其過程全無外界的影響，彼此之間也沒有關係。因此它們發出的光子的狀態是各不相同的。這樣的光相干性差，方向散亂，而受激輻射則相反。它是指處於高能級的原子在光子的“刺激”或者“感應”下，躍遷到低能級，並輻射出一個和入射光子同樣頻率的光子。這好比清晨公雞打鳴，一個公雞叫起來，其他的公雞受到“刺激”也會發出同樣的聲音。受激輻射的最大特點是由受激輻射產生的光子與引起受激輻射的原來的光子具有完全相同的狀態。它們具有相同的頻率，相同的方向，完全無法區分出兩者的差異。這樣，通過一次受激輻射，一個光子變為兩個相同的光子。這意味著光被加強了，或者說光被放大了。這正是產生雷射的基本過程。
愛因斯坦的理論在當初只是為了解決黑體輻射問題而提出的假設。但是幾十年後卻成了打開雷射寶庫的金鑰匙。
那么，雷射是怎樣產生的？在一個原子體系中，總有些原子處於高能級，有些處於低能級。而自發輻射產生的光子既可以去刺激高能級的原子使它產生受激輻射，也可能被低能級的原子吸收而造成受激吸收。因此，在光和原子體系的相互作用中，自發輻射、受激輻射和受激吸收總是同時存在的。
如果想獲得越來越強的光，也就是說產生越來越多的光子，就必須要使受激輻射產生的光子多於受激吸收所吸收的光子。怎樣才能做到這一點呢？我們知道，光子對於高低能級的光子是一視同仁的。在光子作用下，高能級原子產生受激輻射的機會和低能級的原子產生受激吸收的機會是相同的。這樣，是否能得到光的放大就取決於高、低能級的原子數量之比。若位於高能級的原子遠遠多於位於低能級的原子，我們就得到被高度放大的光。但是，在通常熱平衡的原子體系中，原子數目按能級的分布服從玻爾茲曼分布率。因此，位於高能級的原子數總是少於低能級的原子數。在這種情況下，為了得到光的放大，必須到非熱平衡的體系中去尋找。
所謂非熱平衡體系，是指熱運動並沒有達到平衡、整個體系不存在一個恆定溫度的原子體系。這種體系的原子數目按能級的分布不服從玻爾茲曼分布率，位於高能級上的原子數目有可能大於位於低能級上的原子數目。這種狀態稱為“粒子數反轉”。如何才能達到粒子數反轉狀態呢?這需要利用激活媒質。所謂激活媒質(也稱為放大媒質或放大介質），就是可以使某兩個能級間呈現粒子數反轉的物質。它可以是氣體，也可以是固體或液體。用二能級的系統來做激活媒質實現粒子數反轉是不可能的。要想獲得粒子數反轉，必須使用多能級系統。
在現代的雷射器中，第一台雷射器紅寶石雷射器是三能級系統，也有一些雷射器採用了四能級系統，如釹玻璃雷射器。
雷射器的種類很多，但其製造原理基本相同。大多由激勵系統、雷射物質和光學諧振腔三部分組成。激勵系統就是產生光能、電能或化學能的裝置。目前使用的激勵手段，主要有光照、通電或化學反應等。雷射物質是能夠產生雷射的物質，如紅寶石、鈹玻璃、氖氣、半導體、有機染料等。光學諧振控的作用，是用來加強輸出雷射的亮度，調節和選定雷射的波長和方向等。
雷射在英文中是LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation，意思是受激輻射的光放大。可見，受激輻射是產生雷射的首要條件，也是必要條件，但還不是充分條件。
如果讓這些受雷射子一個一個地發射出來，是不能形成強大的能量的。一般的，電子被激發到高能級後，在高能級上停留的時間是短暫的。而有些物質的電子處於第二能級E2的時間較長，僅次於基態能級E1。這個能級就叫做亞穩能級。要形成雷射，工作物質必須具有亞穩態能級。這是產生雷射的第二個條件。
外來的光子能激發出光子，產生受激輻射，但也可能被低能級所吸收。在雷射工作物質中，受激輻射和受激吸收這兩個過程都同時存在。在常溫下，吸收多於發射。選擇適當的物質，使其在亞能級上的電子比低能級上的電子還多，即形成粒子數反轉，使受激發射多於吸收。這是產生雷射的第三個條件。
雷射器中開始產生的光子是自發輻射產生的，其頻率和方向雜亂無章。要使頻率單純，方向集中，就必須有一個振盪腔。這是產生雷射的第四個條件。通信所用的半導體雷射器就是利用半導體前後兩個端面與空氣之間的折射率不同，形成反射鏡而組成振盪腔的。
這些晶體和諧振腔都會使光子產生損耗。只有使光子在腔中振盪一次產生的光子數比損耗掉的光子多得多時，才能有放大作用，這是產生雷射的第五個條件。
可以有兩種方法對雷射器進行分類。一種是從激活媒質的物質狀態面分類。這樣可分為氣體、液體、固體和半導體雷射器。各類雷射器各有特色。氣體雷射器的單色性強，如氦—氖雷射器的單色性比普通光源要高1億倍，而且氣體雷射器工作物質種類繁多，因此可產生許多不同頻率的雷射。但是，由於氣體密度低，雷射輸出功率相應較小；固體雷射器則正好相反，能量高，輸出功率大，但工作物質種類較少，而且單色性差；液體雷射器的最大特點是雷射的波長可以在一定範圍內連續變換。這種雷射器特別適合於對雷射波長有著嚴格要求的場合；半導體雷射器的特點則是體積小，重量輕，安裝和使用比較方便，並且自身的熱量也不是很大。
清晰遠距離夜視攝像機經過我們多年實驗與研究發現：半導體雷射器最適合套用以攝像機成像。半導體雷射器即為雷射二極體，記作LD。它是前蘇聯科學家H.Γ.巴索夫於1960年發明的。半導體雷射器的結構通常由P層、N層和形成雙異質結的有源層構成。
半導體雷射器的發光是利用光的受激輻射原理。處於粒子數反轉分布狀態的大多數電子在受到外來入射光子激勵時，會同步發射光子，受激輻射的光子和入射光子不僅波長相同，而且相位、方向也相同。這樣由弱的入射光激勵而得到了強的發射光，起到了光放大作用。
但是僅僅有光放大功能還不能形成光振盪。正如電子電路中的振盪器那樣，只有放大功能不能產生電振盪，還必須設計正反饋電路，使電路中所損失的功率由放大的功率得以補償。同樣，在雷射器中也是借用電子電路的反饋概念，把放大了的光反饋一部分回來進一步放大，產生振盪，發出雷射。這種用於實現光的放大反饋的儀器稱為光學諧振腔。
半導體雷射器的優點：尺寸小，耦合效率高，回響速度快，波長和尺寸與光纖或雷射透鏡尺寸適配，可直接調製。
另外雷射的單色性很好，我們知道，普通的白光有七種顏色，頻率範圍很寬。頻率範圍寬的光波在傳播中傳輸會引起很大的噪聲，使光照距離很短，圖像質量比較差。而雷射是一種單色光，頻率範圍極窄，發散角很小，只有幾毫弧，雷射束幾乎就是一條直線。氦氖雷射的譜線寬度，只有10-8nm，顏色非常純。這種光波在傳播中傳輸產生的噪聲很小，這就可以增加光照距離，並且CCD圖像也非常純正，有效保障了圖像質量。
雷射燈的相干性高，一個幾十瓦的電燈泡，只能用作普通照明。如果把它的能量集中到1m直徑的小球內，就可以得到很高的光功率密度，用這個能量能把鋼板打穿。然而，普通光源的光是向四面八方發射的，光能無法高度集中。普通光源上不同點發出的光在不同方向上、不同時間裡都是雜亂無章的，經過透鏡後也不可能會聚在一點上。雷射與普通光相比則大不相同。因為它的頻率很單純，從雷射器發出的光就可以步調一致地向同一方向傳播，可以用透鏡把它們會聚到一點上，把能量高度集中起來，送至雷射透鏡，這就叫相干性高。所以雷射可以有效的保障CCD的夜間成像距離。
再者雷射燈的方向性強，雷射的方向性比現在所有的其他光源都好得多，它幾乎是一束平行線。如果把雷射發射到月球上去，歷經38.4萬公里的路程後，也只有一個直徑為2km左右的光斑。如果用的是探照燈，則絕大部分光早就在中途“開小差”了。普通光源總是向四面八方發散的，這作為日常照明來說是必要的。但要把這種光集中到一點，則絕大多數能量都會被浪費掉，效率很低。半導體雷射器發出的光絕大部分都很集中，很容易通過雷射透鏡進行CCD照明成像。
鏡頭
鏡頭是夜間監視的又一個最主要的組成部分，好比人的眼睛。人眼之所以能看到宇宙萬物，是由於憑眼球水晶體能在視網膜上結成影像的緣故；攝像機所以能攝影成像，也主要是靠鏡頭將被攝體結成影像投在攝像管或固體攝像器件的成像面上。因此說，鏡頭就是攝像機的眼睛。電視畫面的清晰程度和影像層次是否豐富等表現能力，受光學鏡頭的內在質量所制約。當今市場上常見的各種攝像機的鏡頭都是加膜鏡頭。加膜就是在鏡頭表面塗上一層帶色彩的薄膜，用以消減鏡片與鏡片之間所產生的色散現象，還能減少逆光拍攝時所產生的眩光，保護光線順利通過鏡頭，提高鏡頭透光的能力，使攝像機的畫面更清晰。因為普通鏡頭所渡的膜主要是濾紅外光，而我們夜視產品所需的鏡頭正是需要在紅外光部份有更高的透過率，並且要排除白天所有雜散光。如此便產生了一個矛盾，因為雷射夜視攝像產品客戶在白天也要求有很高的成像效果，並且又得保障晚上雷射紅外光的高透過率。安星AIthink公司針對此問題研發出了系列日夜兩用攝像機來配合安星夜視專用鏡頭。因為可見光和紅外光的聚集面的不同，導致生成的圖像模糊；系統採用的多層鍍膜紅外校正鏡頭，可以更有效的抑制逆光時產生的重影及亂反射產生的耀斑，校正了可見光和紅外光之間的偏差，使白天和晚上圖像一樣清晰。實現白天彩色晚上黑白的全天候實時監控，並且該系統鏡頭採用寬光譜鍍膜，光譜範圍從400∽850nm，而且是雙峰值鍍膜，除保證鏡頭在可見光範圍的高透過率外，在紅外部分也有高透過率。在使用紅外照明時，啟動長波通短波截至濾光片，大大提高圖像的清晰度。
焦距是焦點距離的簡稱。例如，把放大鏡的一面對著太陽，另一面對著紙片，上下移動到一定的距離時，紙片上就會聚成一個很亮的光點，而且一會兒就能把紙片燒焦成小孔，故稱之為“焦點”。從透鏡中心到紙片的距離，就是透鏡的焦點距離。對攝像機來說，焦距相當於從鏡頭“中心”到攝像管或固體攝像器件成像面的距離。焦距是標誌著光學鏡頭性能的重要數據之一，因為鏡頭拍攝影像的大小是受焦距控制的。如，在對同一距離的同一目標監視時，鏡頭的焦距越長，鏡頭的水平視角越窄，拍攝到景物的範圍也就越小；鏡頭的焦距越短，鏡頭的水平視角越寬，拍攝到的景物範圍也就越大。目前市場上小焦距值的鏡頭比較多，技術也相對比較成熟。但在遠距離監控項目中使用的鏡頭卻是掘指可數，一方面長焦距鏡頭所要求的技術難度較大，並且成本較高。另外長焦距鏡頭的使用領域也較窄，並且數量很少。所以國外的很多大的廠商都不願做這方面的投資，而國內的廠商又因為技術難度太大，基本生產不了，或是生產出來的鏡頭質量都不是很理想。如：光軸跑偏或跳動、光學解析度較低、視場角窄、通光口徑小、還有就是驅動的電機及整體質量的把控上相比較都不是很成熟。在選擇鏡頭時我們都應該按上述的充分了解和綜合比較。
視場角是指攝像機鏡頭能涵蓋多大範圍的景物，通常以角度來表示，這個角度就叫鏡頭的視角。被監視的對象透過鏡頭在焦點平面上結成可見影像所包括的面積，是鏡頭的視場。但是在客戶不了解視場角的情況下選擇鏡頭有可能就會用不了，裝上攝像後成像困難或是鏡頭在最短焦時所出來的圖像有黑邊。所以，在選擇攝像機的鏡頭時，鏡頭成像尺寸必須與攝像機像面的最佳尺寸一致。視場解的規格與攝像機的成像距離又有很大的關係。並且1/3像面的鏡頭在生產上有一定的技術難度。所以市場上基本以1/2的居多。同等焦距值時1/3像面的鏡頭較1/2的監視距離要遠得多。但成像解析度區別並不大。安星AIthink公司所生產的系統鏡頭在確保了白天和晚上都能使用1/2英寸的低照度寬廣紅外夜視攝像機。
製造鏡頭離不開光學玻璃，光學玻璃本身有些性能參數，這些參數的不同確定方法對最終的鏡頭（或其它光學儀器的）性能也會有一定影響的。目前前國際確定光學玻璃參數的“取值”標準基本是一樣的。鏡頭的解析度越高攝像機的成像效果也就越好，光透過量也就越大。描述鏡頭成像質量的內在指標是鏡頭的光學傳遞函式與畸變，但對用戶而言，需要了解的僅僅是鏡頭的空間解析度，以每毫米能夠分辨的黑白條紋數為計量單位，計算公式為：鏡頭解析度N=180/畫幅格式的高度。由於攝像機CCD靶面大小已經標準化，如1/2英寸攝像機，其靶面為6.4mm*4.8mm，1/3英寸攝像機為4.8mm*3.6mm。因此對1/2英寸格式的CCD靶面，鏡頭的最低解析度應為38對線/mm，對1/3英寸格式攝像機，鏡頭的解析度應大於50對線，攝像機的靶面越小，對鏡頭的解析度越高。
鏡頭有手動光圈（manual iris）和自動光圈（auto iris）之分，配合攝像機使用，手動光圈鏡頭適合於亮度不變的套用場合，自動光圈鏡頭因亮度變更時其光圈亦作自動調整，故適用亮度變化的場合。自動光圈鏡頭有兩類：一類是將一個視頻信號及電源從攝像機輸送到透鏡來控制鏡頭上的光圈，稱為視頻輸入型，另一類則利用攝像機上的直流電壓來直接控制光圈，稱為DC輸入型。自動光圈鏡頭上的ALC（自動鏡頭控制）調整用於設定測光系統，可以整個畫面的平均亮度，也可以畫面中最亮部分（峰值）來設定基準信號強度，供給自動光圈調整使用。一般而言，ALC已在出廠時經過設定，可不作調整，但是對於拍攝景物中包含有一個亮度極高的目標時，明亮目標物之影像可能會造成“白電平削波”現象，而使得全部螢幕變成白色，此時可以調節ALC來變換畫面。另外，自動光圈鏡頭裝有光圈環，轉動光圈環時，通過鏡頭的光通量會發生變化，光通量即光圈，一般用F表示，其取值為鏡頭焦距與鏡頭通光口徑之比，即：F=f（焦距）/D（鏡頭實際有效口徑），F值越小，則光圈越大。採用自動光圈鏡頭，對於下列套用情況是理想的選擇，在諸如太陽光直射等非常亮的情況下，用自動光圈鏡頭可有較寬的動態範圍。要求在整個視野有良好的聚焦時，用自動光圈鏡頭有比固定光圈鏡頭更大的景深。要求在亮光上因光信號導致的模糊最小時，應使用自動光圈鏡頭。
攝像機鏡頭是紅外夜視監控系統的關鍵設備，它的質量（指標）優劣直接影響到整套系統的成像效果，因此，鏡頭選擇是否恰當即關係到系統質量，又關係到工程造價。普通的光學鏡頭，紅外對應鏡頭對紅外光成像，夜間監控時LED燈作用物體反射回鏡頭的紅外光不能有效聚焦到CCD靶面上，紅外夜視效果就會大打折扣。
選擇鏡頭時應注意以下幾點：
1：鏡頭的成像尺寸應與攝像機CCD靶面尺寸一致；
2：鏡頭的解析度
3：鏡頭焦距與視野角度（根據攝像機被監控目標的距離選擇鏡頭的焦距，鏡頭焦距F確定後則由攝像機靶面決定視野）
4：光圈或通光口徑比。
攝像機
DSP這個名詞在CCTV工業中越來越被廣泛使用。DSP（DigitalSignalProcessing）是數位訊號處理的縮寫。DSP晶片提高了攝像機的視頻處理及操作性能。DSP技術不僅使攝像機在性能上獲得優勢，同時也使生產商節省了零件及裝配時間，從而降低了成本。DSP攝像機可分為兩類：1、智慧型型DSP攝像機：此類攝像機提高圖像效果的同時具有智慧型特色。典型的智慧型攝像機具有以下幾種特點：可程式的背景光補償、視頻動態檢測、通過串列數據接口可進行遙控、內置字元發生器、螢幕選單。
2、普通型DSP攝像機：這類低水平的DSP攝像機不具備與DSP技術相關的任何智慧型特色，僅僅是出於降低成本的考慮。在選擇DSP攝像機時，建議您仔細閱讀其性能參數。
C與CS接口的區別在於鏡頭與攝像機接觸面至鏡頭焦平面（攝像機CCD光電感應器應處的位置）的距離不同，C型接口此距離為17.5mm.,CS型接口此距離為12.5mm.。C型鏡頭與C型攝像機，CS型鏡頭與CS型攝像機可以配合使用。C型鏡頭與CS型攝像機之間增加一個5mm的C/CS轉接環可以配合使用。CS型鏡頭與C型攝像機無法配合使用。為了降低成本，一些公司採用水平解析度只有420線的軟體增強型的DSP數字圖像處理晶片，這種晶片白天圖像效果接近480線的DSP數字圖像處理晶片，夜間配合紅外燈監控效果會產生比較多的噪點，直接影響圖像黑白清晰度。1/4CCD不能用於15米以上有效距離的紅外夜視攝像機，因為1/4CCD光通量只有1/3CCD的50%，CCD尺寸大,接受的光通量大,CCD尺寸小,接受的光通量少，1/4CCD不能有效捕捉紅外光。夜視攝像機要求不加紅外燈時CCD的最低照度≤0.02LUX，而有些攝像機製造商或銷售商虛報最低照度，夜視有效距離大大降低。攝像機/CCD的選擇在此要提的幾點是水平解析度及最小照度（也稱靈敏度）照度的單位是勒克斯（LUX），數值越小，表示需要的光線越少，攝像頭也越靈敏。月光級和星光級等增感度攝像機可工作在很暗的條件下，但有些反光係數小地方還是達不到要求，如沙漠，綠地，林區等。
目前微光夜視攝像機（ICCD）是由高性能像增強器和CCIR制式的黑白CCD通過纖維面板和光錐直接藕合而成。與間接（光學透鏡組）耦合相比，它具有光信息量衰減小，幾何畸變小、體積小等特點。主要運用於遠距離微光電視系統、夜間監控觀察系統、、X光成像系統等系統中，在軍隊、武警、公安、安全、邊防、海關、油田、航海、環境檢測等領域有廣泛的套用。
