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夜视仪技术指南

夜视仪的技术

     提到夜视仪,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。

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