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微光夜视仪

 微光夜视仪以像增强器为核心器件的夜间外瞄准具,其工作时不用红外探照灯照明目标,而利用微弱光照下目标所反射光线通过像增强器在荧光屏上增强为人眼可感受的可见图像来观察和瞄准目标。
微光夜视仪

微光夜视仪的原理

 基本原理

 想要理解夜视仪的原理,就必须对光的原理有所了解。光波的能量大小与其波长有关:波长越短,能量越高。在可见光中,紫光的能量最高,而红光的能量最低。与可见光光谱相邻的是红外线光谱。 红外线分为三类:

 近红外线(近IR)——近红外线与可见光相邻,其波长范围是0.7-1.3微米(1微米等于百万分之一米)。

 中红外线(中IR)——中红外线的波长范围是1.3-3微米。近红外线和中红外线应用到各种电子设备中,例如遥控器。

 热红外线(热IR)——热红外线占据了红外线光谱中最大的一部分,其波长范围是3-30微米。

 热红外线与其他两种红外线的主要区别是,热红外线是由物体发射出来的,而不是从物体上反射出来的。物体之所以能够发射红外线,是因为其原子发生了某种变化。

 工作原理

 夜视仪

 1.用一种特制的透镜,能够将视野内物体发出的红外线会聚起来。

 2.红外线探测器元上的相控阵能够扫描会聚的光线。探测器元能够生成非常详细的温度样式图,称为温谱图。大约只需1/30秒,探测器阵列就能获取温度信息,并制成温谱图。这些信息是从探测器阵列视域场中数千个探测点上获取的。

 3.探测器元生成的温谱图被转化为电脉冲。

 4.这些脉冲被传送到信号处理单元——一块集成了精密芯片的电路板,它可以将探测器元发出的信息转换为显示器能够识别的数据。

 5.信号处理单元将信息发送给显示器,从而在显示器上呈现出各种色彩,色彩强度由红外线的发射强度决定。将从探测器元传来的脉冲组合起来,就生成了图像。

微光夜视仪相关技术

 提到微光夜视仪,多数人想到的是图像增强技术。事实上,图像增强系统一般称为夜视设备(NVD)。NVD内有一种图像增强管,可以用来采集、放大红外线及可见光。 以下是图像增强系统的工作原理:

 一种称为物镜的传统透镜能捕捉环境光线和某些近红外线。收集到的光线会传送给图像增强管。在多数NVD中,图像增强管的供电系统会从两节N-Cell或“AA”电池中获取电力。管道会向图像管组件输出约为5000伏的高压。图像增强管中有一个光电阴极,能将光子转化为电子。当电子通过管道时,管中的原子会释放相似的电子,其数目为原有电子数乘以一个因数(约为几千倍),利用管道内的微通道板(MCP)就能完成这项工作。微通道板是一个微型玻璃盘,内部含有数百万个微型孔隙(微通道),采用光纤技术制成。微通道板处于真空中,在盘片的两面都安装了金属电极。每条微通道的长度是其宽度的45倍左右,工作原理类似于电子放大器。当来自光电阴极的电子触击微通道板上第一个电极时,在两电极间5000伏高压作用下电子会加速通过玻璃微通道。电子通过微通道时,会导致通道中数千个电子被释放出来,这一过程称为级联二次发射。简言之,原始电子会撞击微通道的侧边,而后受激发的原子会释出更多的电子。这些新电子也会撞击其他原子,从而造成一种链式反应,其结果是,进入微通道的电子屈指可数,而离开微通道的电子却数以千计。一个有趣的现象是:MCP上的微通道有一个微小的倾斜角(约5-8°),这既是为了能引发电子碰撞,也是为了降低来自输出端磷光质层的离子反馈和直接光反馈。

 夜视成像图以其诡异的绿色光泽而著称。

 在图像增强管的末端,电子会撞击一个具有磷光质涂层的屏幕。这些电子会保持它们通过微通道时的相对位置,这会确保图像的完好,因为电子排列的方式同起初光子排列的方式相同。这些电子带有的能量会使磷光质达到激发状态并释出光子。这些磷光质会在屏幕上生成绿色图像,这也成了微光夜视仪的一大特色。 通过另一副称为目镜的透镜,就可以观测到绿色磷光图像,还可以使用目镜放大图像或调节焦距。NVD可以与电子显示设备相连,例如显示器,也可以直接透过目镜观测图像。

微光夜视仪的应用

 微光夜视仪是利用夜天光进行工作,属被动方式工作,因此能较好的隐藏自己,对从事特殊工作的部门,如军事、刑侦、辑毒、辑私、夜晚监控、保卫的应用等、它都是最合适的。

 微光夜视仪最早被用来在夜间对敌方目标进行定位。目前军队系统仍然大范围地使用微光夜视仪,除了上述用途以外,还包括导航、监视、瞄准等用途。警方和安全部门经常使用热成像和图像增强这两种技术,特别是用它们进行监视。猎手和热爱大自然的旅人们依靠NVD,就能在夜间驾轻就熟地穿过森林。

 侦探和私家侦探会利用微光夜视仪探查人们是否有不轨行为。不少商业机构也会利用安装在固定位置的夜视摄像头监测周围环境。

 热成像技术真正令人惊奇的是,它能够揭示出一个地区有没有人类活动过的痕迹 ——即便四周没有任何肉眼可见的明显标记,它还是能告诉我们,一块土地曾被挖开并填埋过一些东西。执法部门也能借此发现一些罪犯企图隐瞒的事证,包括赃款、毒品以及尸体等。此外,利用热成像技术能发现某些区域(如墙壁)最近发生的变化,这能为一些案件提供重要线索。

 很多人已经开始探索夜幕下的神奇世界。如果您准备痛痛快快地搞一次野营或狩猎活动,或许夜视设备能对您的旅程有所帮助——不过请务必挑选适合您的类型。

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