0 Избранные товары
0
01:19:05 - 28.03.2017
О ночном видении и ночной технике

О ночном видении и ночной технике

Источниками излучения, создающими естественную ночную освещенность (ЕНО) служат солнечный свет, отраженный от Луны, больших и малых планет, свет от скопления звезд и туманностей, свечение кислорода и азота в верхних слоях атмосферы. Например, ЕНО составляет величину ~0,3 лк в полнолуние и ~0.002 лк в звездную ночь без Луны. С уходом солнца за горизонт уменьшается не только уровень освещенности, но и изменяется спектральный состав излучения, смещающийся в ближнюю ИК область. Для уверенного определения объекта на местности важно не только ЕНО, но и контраст наблюдаемого объекта, который зависит от того на каком фоне он расположен (зеленая трава, жухлая трава, черный грунт и т.д).

На рис.1 видно, что объекты наблюдения имеют максимальный контраст с фоном в ближней ИК области, в то время как глаз человека имеет максимум чувствительности в зелено-желтом диапазоне. Поэтому задачей создания качественного прибора ночного видения (ПНВ) является многократное усиление и преобразование в видимый диапазон отраженного света от наблюдаемых объектов излучения в видимой и ближней инфракрасной (ИК) области спектра света.

Принцип действия ПНВ основан на преобразовании фотонов, отраженных от объекта наблюдения, в электроны, последующим умножении электронов и обратном преобразовании в фотоны, воспринимаемые человеческим глазом. Устройство, обеспечивающее такое преобразование и усиление света, называется электронно-оптический преобразователь (ЭОП). В зависимости от конструкции их принято делить на три поколения - I,II+ и III.

ЭОП первого поколения в настоящее время применяются для любительского (не профессионального) применения. Все разновидности этих ЭОП объединены общим конструкционным решением и, как правило, работают только при наличии относительно высокой освещенности, сформированной либо лунным светом, либо ИК прожектором. Усиление света в ЭОП I-го поколения составляет до 1000 раз.

Рис.1
Рис.2
Рис.3

Рис.1 Относительная спектральная чувствительность глаза.
          Относительный спектр излучения ночного звездного света, отраженного от луны и травы.
Рис.2 Конструкция ЭОП.
Рис.3 Спектральная чувствительность фотокатодов ЭОП пок. II+, III.

Результатом следующего шага в развитии преобразователей стали ЭОП II и II+ поколений с микроканальной пластиной (МКП) внутри вакуумного блока. Принцип работы ЭОП с МКП показан на рис.2.

МКП обеспечивает усиление электронного потока в несколько сотен раз, при этом сама имеет малые размеры. Это сделало возможным создание качественных ПНВ в относительно малых габаритах. К недостаткам этого типа ЭОП можно отнести не высокую чувствительность в ИК области спектра, что видно на графике рис.3.

Самыми современными на сегодняшний день являются ЭОП III поколения. Их отличает от ЭОП II+ поколения использование другого материала фотокатода - арсенида галлия (GaAs). На сегодняшний день этот материал обеспечивает максимальную интегральную чувствительность, что позволяет скрытно использовать ПНВ в самое темное время суток. Иллюстрацией этого на рис.3 является кривая чувствительности ЭОП III поколения.

Одним из важных аспектов проектирования и производства профессиональных приборов ночного видения является создание такого оптического тракта, который обеспечит максимальное использование возможностей оптики и ЭОП и сформирует максимально четкую и контрастную картинку, воспринимаемую глазом человека.