本文作者:yunxuan

为什么微光夜视仪的看到的图像是绿色的?

yunxuan 2022-11-24 27 抢沙发
为什么微光夜视仪的看到的图像是绿色的?摘要: 微光夜视仪是指利用夜间的微弱月光、星光、大气辉光、银河光等自然界的夜天光作照明,借助于图像增强器(也称增像管)把目标反射回来的微弱光子放大并转换为可见图像,以实现夜间观察的仪器。...

微光夜视仪是指利用夜间的微弱月光、星光、大气辉光、银河光等自然界的夜天光作照明,借助于图像增强器(也称增像管)把目标反射回来的微弱光子放大并转换为可见图像,以实现夜间观察的仪器。


微光夜视仪如何定义?


微光夜视仪的核心元件-图像增强器



传统意义上的夜视仪指的是使用图像增强器为核心元件的夜视仪。按照图像增强器的级别可将夜视仪分为1代夜视仪、2代夜视仪、3代夜视仪等。真正可以称之为微光夜视仪的是2代级别以上的夜视仪。1代夜视仪还是必须依靠红外辅助灯来实现夜间观测的,是一种主动式夜视仪。我们通常说的微光夜视仪本身不需要主动光源,是一种被动式的夜视仪。



下图是对比的1代夜视仪和2代夜视仪的效果。1代夜视仪对于目标的侦测能力明显要低很多。


不同夜视仪成像效果对比


图像增强器作为微光夜视仪的核心元件,起着至关重要的作用。图像增强器的主要是由三部分组成,分别是阴极面、微通道板、荧光屏。三个部分是紧密排列在图像增强器的内部的,里面是完全真空的。真空的目的首先是为了避免空气干扰电子,另外也是为了防止元件被空气氧化。


微光夜视仪绿色成像原理


2代夜视仪和3代夜视仪的主要区别是图像增强器的阴极面类型不同。通常2代夜视仪的阴极面是S25,3代夜视仪的阴极面是(GaAs)砷化镓。两种阴极面对于感光能力的大小不同,3代夜视仪更佳。



微光夜视仪的工作原理



当夜间环境光线通过夜视仪的物镜进入夜视仪的时候,首先碰到的是一个叫做光电阴极的东西。光子照上去,电子飞出来,就这样光被转换成了电。在电场的作用下,电子继续往前走。来的第二层它叫做微通道板,上面均匀分布着很多小通道,每个通道长十几微米,通道之家相隔十几微米,通道倾斜8度。这是一个神奇的地方,电子进入以后,会和通道相互碰撞,每次碰撞都能撞出更多的电子,新的电子继续向前碰撞,效果就是一个电子打进去,上万个电子冲出来,于是信号被大大增强。电子大军继续在电场的作用下奔向第三层,第三层是荧光屏。只要电子打上去就会发出荧光,电又变回了光,我们就能看到增强的图像了。


微光夜视仪为什么看到的是绿色的?


“微光夜视仪看到的图像是绿色的”决定因素-荧光屏



夜间环境下不同颜色的光都会进入夜视仪,但没有区分颜色,只区分了强弱。而荧光屏上的涂层材料大部分使用的硫化锌荧光粉,在这种荧光粉的作用下是发绿光的,所以大部分微光夜视仪看到的图像是绿色的。不过有的地方是很亮的绿,有的地方是很暗的绿。这和早期的电脑显示屏是一样的。


微光夜视仪呈现的不同的效果
微光绿管夜视仪图片效果
00:27


微光夜视仪效果图像其他颜色-白色和彩色



荧光屏是一块涂有荧光剂(荧光粉)的玻璃板,位于像增强管内,荧光剂受到电子撞击后会发光,是将放大千万倍的电流转化为可见光的装置。荧光屏拥有不同的颜色,绿色的、白色偏蓝的(所谓的白磷管,但是其实白磷管是偏蓝色的)。需要注意的是白磷管夜视仪的缺点是会降低图像亮度,优点是它不那么容易使得眼镜疲劳。


微光夜视仪呈现白色成像效果
00:30


彩色夜视仪是先用滤镜过滤出红绿蓝三颜色的光,再分别增强,而荧光屏也要分成很多小格子,每个格子上涂了不同颜色的涂层。利用遮罩,不同的颜色的光进入对应颜色的格子里。这比较难,而且在过滤三色光的过程中,光的强度也会有所损失,所以很少见彩色夜视仪。目前市场上所谓的彩色夜视仪或者全彩夜视仪其实不是增像管类型的夜视仪而且CCD或者CMOS探测器的数码夜视仪而已。


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