Mong muốn nhìn thấy trong bóng tối từ lâu vẫn là một giấc mơ viển vông của nhân loại. Và chỉ đến giữa thế kỷ 20, sự phát triển của quang điện tử và các ngành khoa học khác mới có thể tạo ra các thiết bị nhìn ban đêm đang được yêu cầu như hiện nay.
Phạm vi quang học chiếm các bước sóng 0, 001-1000 micron, tuy nhiên, mắt người chỉ phân biệt được phần hẹp của nó: 0, 38-0, 78 micron. Do đó, ở độ chiếu sáng rất thấp (dưới 0,01 lux), một người chỉ nhìn thấy những vật thể lớn, và thậm chí cả những vật thể ở khoảng cách gần. Các nhà khoa học được giao nhiệm vụ tạo ra các thiết bị có khả năng chuyển đổi các loại bức xạ mà mắt không thể tiếp cận được ở chế độ "bình thường" thành khả năng nhận biết vật thể có thể nhìn thấy được. Công việc này đã thành công rực rỡ và ngày nay, để tạo ra các thiết bị nhìn ban đêm (hoặc thiết bị nhìn ban đêm), các phát triển được sử dụng cho phép một người nhìn vào ban đêm.
Nguyên tắc hoạt động của NVG
Thiết bị hoạt động dựa trên hai nguyên tắc - hiệu ứng quang điện bên trong, bên ngoài. Hiện tượng thứ hai dựa trên sự phát xạ electron của bất kỳ vật rắn nào. Hiệu ứng này là cơ sở cho hoạt động của ống tăng cường hình ảnh (hoặc ống tăng cường hình ảnh), được bao gồm trong bất kỳ thiết bị nhìn ban đêm nào. Trên thực tế, đầu dò là một thiết bị khuếch đại dải bước sóng có thể nhìn thấy bằng mắt bằng hệ số hàng nghìn. Ngoài ra, bộ tăng cường hình ảnh có khả năng chuyển đổi bức xạ tia hồng ngoại, tia cực tím, tia X thành bức xạ có thể nhìn thấy được.
Hiệu ứng quang điện nội tại khai thác khả năng của chất bán dẫn để thay đổi độ dẫn điện khi tiếp xúc với lượng tử ánh sáng. Hiện tượng này được sử dụng cho hoạt động của bộ tách sóng quang. Sau đó là "bận rộn" với việc chuyển đổi các tín hiệu do các đối tượng phát ra; với sự trợ giúp của xử lý điện tử, hình ảnh nhiệt thu được mà mắt có thể tiếp cận được.
Nguyên tắc hoạt động chung của NVG như sau. Đầu tiên, một hình ảnh được chiếu sáng mờ qua thấu kính đi vào photocathode, phóng điện tử thu được vào chân không. Dòng các electron mang hình ảnh được tăng tốc bởi chất tăng cường hình ảnh và đập vào màn hình phát quang cathodoluminescent. Do thực tế là các photon được chuyển đổi thành các điện tử, nên có thể khuếch đại chúng, tức là tăng độ sáng của hình ảnh. Kết quả là, dòng electron được tập trung, khuếch đại và "đưa" tới màn hình phát quang, nơi mắt người có thể nhận biết được.
Các loại thiết kế NVD
Mỗi loại thiết bị được tối ưu hóa cho một nhiệm vụ cụ thể. Từ thiết bị nhìn đêm, ống ngắm, kính bảo hộ, thiết bị quan sát và các thiết bị có khả năng ghi lại hình ảnh nổi bật. Hầu hết các thiết bị nhìn ban đêm đều có ống tăng cường hình ảnh một buồng với thân chân không bằng thủy tinh, có khả năng khuếch đại độ sáng lên hàng nghìn lần. Ngoài ra còn có một nhược điểm là độ sắc nét tốt chỉ được duy trì ở trung tâm của hình ảnh, nó sẽ bị mờ ở các cạnh. Tuy nhiên, do giá thành khá rẻ nên loại thiết bị này khá phổ biến. Nếu bộ tăng cường hình ảnh sử dụng các tấm sợi quang, thì một thiết bị như vậy có thể tăng độ sáng lên 30, thậm chí 50 nghìn lần, trong khi hình ảnh sẽ rõ ràng trong toàn bộ bức ảnh. Các nhà sản xuất cũng cung cấp các thiết bị có thể ghi lại các đối tượng được quan sát. Trong trường hợp này, vị trí của thị kính bị chiếm bởi video hoặc máy ảnh, trong đó hình ảnh được chuyển đổi thành dạng kỹ thuật số.
