??微光
夜視儀原理:儀器利用夜間目標(biāo)反射的低亮度的夜天光星月光大氣輝光等自然光,將其增強放大到幾十萬倍,從而達(dá)到適于肉眼夜間進(jìn)行偵察、觀察、瞄準(zhǔn)、車輛駕駛和其它戰(zhàn)場作業(yè)。
RG1#\d-fE \KEmfCx'n ??特點:因微光夜視儀是利用夜天光進(jìn)行工作,屬被動方式工作,因此能較好的隱藏自己,微光夜視儀對從事特殊工作的部門,如軍事、刑偵、輯毒、輯私、夜晚監(jiān)控、保衛(wèi)的應(yīng)用等、它都是最合適的。
7CT446 NR^Z#BU ??微光夜視儀現(xiàn)已發(fā)展了三代、第一代為三級級聯(lián)式微光夜視儀(由3個0代光電管串聯(lián)組成)。第二代為微通道板式微光夜視儀,第三代為|||-v族負(fù)電子親和勢光電陰極像增強器微光夜視儀。在第二代向第三代過度時發(fā)展了一種超二代的光電管稱二代加,其技術(shù)性能僅次于三代產(chǎn)品。微光夜視儀如細(xì)分類那么就是0代、1代、2代、2代加、3代、共五個檔次。微光夜視儀發(fā)展到今天,技術(shù)上已比較成熟且成像質(zhì)量好,造價低、因此在今后相當(dāng)一段時期里,它們?nèi)匀皇鞘澜缫挂曆b備一主要裝備。二代加和三代產(chǎn)品具有體積小,
重量輕、圖像清晰、功能全、實用等特點。是軍隊、公安、武警、海關(guān)、石油行業(yè)、新聞采訪、旅游、水產(chǎn)養(yǎng)殖、大自然愛好者、及其它行業(yè)夜晚工作不可缺少的裝備。
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X/!Y mV! ??但是由于微光夜視儀核心部件微光像增強器屬高科技產(chǎn)品,工藝特別復(fù)雜、成本高、價格相對較高。但從性能價格比看,還是相當(dāng)好的。
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BQMo*I>I ??微光夜視儀是利用光電轉(zhuǎn)換技術(shù)的軍用夜視儀器。微光夜視儀分為主動式微光夜視儀和被動式微光夜視儀兩種:主動式微光夜視儀用紅外探照燈照射目標(biāo),接收反射的紅外輻射形成圖像;被動式微光夜視儀不發(fā)射紅外線,依靠目標(biāo)自身的紅外輻射形成 “熱圖像”,故又稱為”熱像儀”。
B(@uJ^N R<T5lkJ\/ ??夜間可見光很微弱,但人眼看不見的紅外線卻很豐富。紅外線視儀可以幫助人們在夜間進(jìn)行觀察、搜索、瞄準(zhǔn)和駕駛車輛。盡管人們很早就發(fā)現(xiàn)了紅外線,但受到紅外元器件的限制,紅外遙感技術(shù)發(fā)展很緩慢。直到1940年德國研制出硫化鉛和幾種紅外透射材料后,才使紅外遙感儀器的誕生成為可能。此后德國首先研制出主動式微光夜視儀等幾種紅外探測儀器,但它們都未能在第二次世界大戰(zhàn)中實際使用。
Ob'[W;p)[w ]:6IW: ??幾乎同時,美國也在研制微光夜視儀,雖然試驗成功的時間比德國晚,但卻搶先將其投入實戰(zhàn)應(yīng)用。1945年夏,美軍登陸進(jìn)攻沖繩島,隱藏在巖洞坑道里的日軍利用復(fù)雜的地形,夜晚出來偷襲美軍。于是美軍將一批剛剛制造出來的紅外夜儀緊急運往沖繩,把安有微光夜視儀的槍炮架在巖洞附近,當(dāng)日軍趁黑夜剛爬出洞口,立即被一陣準(zhǔn)確的槍炮擊倒。洞內(nèi)的日軍不明其因,繼續(xù)往外沖,又糊里糊涂地送了命。微光夜視儀初上戰(zhàn)場,就為肅清沖繩島上頑抗的日軍發(fā)揮了重要作用。
O|;|7fCB\ u_=>r_J[b ??主動式微光夜視儀具有成像清晰、制作簡單等特點,但主動式微光夜視儀的致命弱點是紅外按照燈的紅外光會被敵人的紅外探測裝置發(fā)現(xiàn)。60年代,美國首先研制出微光夜視儀,它不發(fā)射紅外光,不易被敵發(fā)現(xiàn),并具有透過霧、雨等進(jìn)行觀察的能力。
`)jAdad-s K>+c2;t; ??1982年4月─6月,英國和阿根廷之間爆發(fā)馬爾維納斯群島戰(zhàn)爭。4月13日半夜,英軍攻擊承軍據(jù)守的最大據(jù)點斯坦利港。3000名英軍布設(shè)的雷區(qū),突然出現(xiàn)在阿軍防線前。英國的所有槍支、火 炮都配備了微光夜視儀,能夠在黑夜中清楚地發(fā)現(xiàn)阿軍目標(biāo)。而阿軍卻缺少夜視儀,不能發(fā)現(xiàn)英軍,只有被動挨打的份。在英軍火力準(zhǔn)確的打擊下,阿軍支持不住,英軍趁機發(fā)起沖鋒。到黎明時,英軍已占領(lǐng)了阿軍防線上的幾個主要制高點,阿軍完全處于英軍的火力控制下。6月14日晚9時,14 000名阿軍不得不向英軍投降。英軍領(lǐng)先微光夜視儀贏得了一場兵力懸殊的戰(zhàn)斗。
N8wA">u AQ-R^kT ??1991年海灣戰(zhàn)爭中,在風(fēng)沙和硝煙彌漫的戰(zhàn)場上,由于美軍裝備了先進(jìn)的微光夜視儀,能夠先于伊拉克軍的坦克而發(fā)現(xiàn)對方,并開炮射擊。而伊軍只是從美軍坦克開炮時的炮口火光上才得知大敵在前。由此可以看出微光夜視儀在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的重要作用。
!O,`Z`T? l%cE o`U ??第一代微光夜視儀
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Qk*B 20世紀(jì)40年代研制成功的主動式紅外夜視儀是夜視器材的鼻祖,它的出現(xiàn)使人類第一次看到黑暗中的目標(biāo)。主動式紅外夜視儀成像清晰,對比度好,但由于需要紅外
光源照射,存在著能耗大,易暴露的缺點。
Jpe\ =sXk,I; 1962年,美國人研制成功像增強器,使得夜視器材的發(fā)展產(chǎn)生了一個飛躍。
i/DUB<>p6 &-.2P!t 我們平時所謂的黑夜,很少是絕對黑暗的,因為自然界總是存在著微弱的光線,例如星月光,大氣的輝光和黃道光。即使肉眼不容易察覺的星星,對地面的
照度仍然可以達(dá)到2x10負(fù)4次方勒克司。能夠利用如此微弱的光線進(jìn)行觀測,是因為兩個技術(shù)上的重大突破。
S#D6mg$Z, jivGkIj!8 首先,研制成功了靈敏度極高的光電陰極,既s-20多堿光電陰極。比以前的光電陰極靈敏度提高了一個數(shù)量級,使得夜視儀的光電增益大大提高。
62OZj%CXN Ut"F b 另一個突破是采用了
光學(xué)纖維面板。既一種由大量光導(dǎo)纖維組成的薄板陣列,每根纖維傳導(dǎo)一個像素減少了光的散射,傳導(dǎo)效果好,由于可以將纖維的末端排列成曲面,天然的避免了
像差,大大提高了成像質(zhì)量。
~EhM"go 'k$j^|r> 將多個上述結(jié)構(gòu)的像增強管串聯(lián)起來,將光線逐級放大,使得極其微弱光線下的圖象放大到了人眼可以清晰觀看的程度,便實現(xiàn)了無須紅外
照明的微光觀測。
tjy@sO/Q 6[%4Q[ 越南戰(zhàn)爭時期,美國將利用級聯(lián)像增強技術(shù)投入實戰(zhàn)應(yīng)用,研制成功了第一帶微光夜視儀,主要有an/pvs-2星光鏡,an/tvs-2班組武器瞄準(zhǔn)鏡和an/tvs-4微光觀察鏡。
r/ LgmVRn ]\%u9,b%! 微光夜視儀的工作原理可以歸納為:目標(biāo)反射的微弱光線經(jīng)
物鏡會聚后在像增強器的陰極面上成像,逐級放大并將紅外光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽猓谧詈笠患壍臒晒馄辽闲纬捎凶銐蛄炼群颓逦鹊膱D象,供使用者觀察。
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"( _%aJ/Y0Cy ??第二代微光夜視儀
wtro'r3 dBp)6ok#c 微光夜視儀能耗小,但是體積仍然嫌大,越戰(zhàn)期間,美國人又研制成了微通道板像增強器,于是第二代微光夜視儀應(yīng)運而生。
z`@|v~i0` "\Nn,3qp 有些材料具有在電子的撞擊下能夠發(fā)射出更多的電子的特性,60年代,材料研究獲得突破,導(dǎo)致了微通道板像增強器的誕生。
}W"/h)q &14Er,K 連續(xù)型通道像增強器的原理是一根內(nèi)壁涂有電子發(fā)射材料的細(xì)管子,在管子兩端的電極上加上直流電壓,當(dāng)電子從管子一頭射入時,便在管內(nèi)來回碰撞,激發(fā)出越來越多的電子,這些電子被管壁的電壓加速,并且碰撞出的幾何級數(shù)增加的電子,使得管子末端出射的電子獲得很高的增益。
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{ 通道電子倍增器的電子增益與管壁內(nèi)的電子發(fā)射材料有關(guān),與通道的長徑比有關(guān),與電壓有關(guān),但與通道的大小無關(guān),所以可以做的極小,將其并列起來組成陣列,就可以用來傳遞顯示圖象了。單根通道的直徑一般為10-12微米,長500微米,一塊通道板包含數(shù)百萬根通道管,既數(shù)百萬像素,可以使圖象的亮度增加幾千乃至上萬倍。
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H }W* q 微通道的制作對工藝的要求很高。微通道板的制作方法有多種,一般采用實芯拉制法。所制成的夜視儀像增強器有兩種,一種叫做近貼式,一種叫做倒像式。
czp}-{4X sZPA(N? 近貼式微通道板像增強器將通道板放置在光電陰極和熒光屏之間。陰極發(fā)射的電子束在電場作用下打到微通道板上,經(jīng)過倍增后,投射到熒光屏上成像。由于結(jié)構(gòu)的關(guān)系,這種夜視儀尺寸小,但鑒別率較低,光學(xué)增益相對小些,需附加正像裝置,又稱為薄片管。
h-:te9p6>4 w>gB&59r 倒像式微通道板像增強器,是在熒光屏前面放置微通道板,能達(dá)到幾萬倍以上的光學(xué)增益,而且不用再次倒像。
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U 第二代產(chǎn)品比第一代有如下優(yōu)點:
|"EQyV >*goDtTjp 總長度是第一代的1/3甚至更短,質(zhì)量輕,使制成的夜視儀整機尺寸大大降低。例如1970年美國步槍用an/pvs-3微光瞄準(zhǔn)鏡比第一代長度縮短2/3,質(zhì)量減輕一半,價格降低一半,靈敏度卻大幅度提高了。
QPpC_pZh S_56! 微通道出射的電子達(dá)到一定數(shù)量后便會飽和,所以突然出現(xiàn)的強光不會燒壞夜視儀,先天具備防強光功能。
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