Як працює пристрій нічного бачення

Прилад нічного бачення зовсім не завжди підсвічує мета, тому що є три принципово різних типу таких девайсів - активний ПНВ (з підсвічуванням), підсилювач яскравості, який тупо підсилює той світ, який є, і тепловізори, які приймають власне теплове випромінювання об'єкта (ІК з довжиною хвилі в діапазоні 8-14 мікрон).

Прилад з активною ІК підсвічуванням за принципом дії мало відрізняється від звичайної телекамери, хоча приймач зображення там специфічний. Як правило, це лужноземельний фотокатод - у таких матеріалів дуже низька робота виходу, тому навіть ІК випромінювання, з порівняно низькою енергією кванта, здатне вибивати з нього електрони. Але може застосовуватися і звичайний фотокатод, якщо довжина хвилі менше 1,05 мк. Ну а далі вибиті з фотокатода електрони потрапляють в електричне поле, розганяються і з усієї дурі вмазують в люмінофор, викликаючи його світіння. Той же ефект, що і в кінскопе телевізора. Зелений колір обраний тому, що на цю довжину хвилі припадає максимум чутливості людського зору.

Між фотокатодом і люмінофором зазвичай присутній і фокусуються система. У старих ПНВ це була справжня електронна оптика, в сучасних застосовується proximity-фокусування.

Підсилювачі яскравості - зовсім інше, їм не потрібна додаткова підсвітка, хоча в іншому вони конструктивно багато в чому схожі з активними приладами. Вони працюють у видимому діапазоні, так що там використовуються інші фотокатоди. У найбільш просунутих (і тому дорогих) це арсенід галію з добавками оксиду цезію, в найбільш поширених - мультіщелочние матеріали. А далі приблизно те ж саме - фотокатод, що дає електронне зображення, система фокусування в приладах першого покоління або електронно-оптичний підсилювач на мікроканальних пластинах (в ЕОП другого і третього покоління, найбільш поширених зараз), і люмінофор. Знову ж зелений. Мікроканальная пластина служить для посилення електронного зображення. Це "матриця" фотопомножувачів, кожен канал якої - натурально канал діаметром 6-10 мікрон, внутрішня поверхня якого вистелена матеріалом з високим коефіцієнтом вторинної електронної емісії. На дві сторони МКП подається різниця потенціалів (близько 1 кВ, може бути від 200 В до декількох тисяч), тому первинний електрон, що потрапив на вхід такого каналу, вибиває вторинні електрони, ті прискорюються електричним полем і по ходу справи - у міру руху уздовж каналу (він орієнтований під невеликим кутом до напрямку поля, щоб електрони гарантовано знову потрапили на стінку) - вибивають все більше і більше вторинних електронів. Коефіцієнт посилення за електронною потоку в одній МКП може досягати декількох тисяч, при каскадному з'єднанні це може бути вже 6 порядків. Тому навіть зоряної освітленості в хмарну погоду в джунглях досить, щоб такий прилад дав прийнятне зображення.

Ну і тепловізори. Там знову ж зовсім інші правила гри. Їм теж не потрібна активна підсвічування, але реєструють вони не відбитий від сцени світло (видимий або біжній ІК), а власне теплове випромінювання об'єктів. Приймачі в таких пристроях - піровідікони або, в сучасної техніки, матриці мікроболометрів. Такі приймачі неагіруют на зміну температури мішені, тобто це енергетичні (радіометричні), а не фотометричні приймачі. Зміна температури перетворюється в електричний сигнал - за рахунок спонтанної поляризації діелектрика в піровідіконах або за рахунок зміни опору чутливого елемента в мікроболометр. Ну а зміна електричних властивостей перекладається в видиму картинку електронікою камери.