微光夜视与热成像技术发
展及应用
微光夜视技术
1.微光夜视技术的发展
微光夜视技术致力于探索夜间和其它低光照度时目标图像信息的获取、转换、增强、记录和显示。它的成就集中表现为使人眼视觉在时域、空间和频域的有效扩展。
微光夜视技术的发展以1936年P.Gorlich发明锑铯(Sb-Cs)光电阴极为标志。A.H.Sommer1955年发明了锑钾钠铯(Sb-K-Na-Cs)多碱光电阴极(S-20),使微光夜视技术进入实质性发展阶段。1958年光纤面板问世,加之当时荧光粉性能的提高,为光纤面板耦合的像增强器奠定了基础。62年美国研制出这种三级及联式像增强器,并以次为核心部件制成第一代微光夜视仪,即所谓的“星光镜”—AN/PVS-2,并用于越战。
62年出现了微通道电子倍增器,70年研制出了实用电子倍增器件MCP-微通道板像增强器,并在此基础上研制了第二代微光夜视仪。70年代发展起来的高灵敏度摄像管与MCP像增强器耦合,制成了性能更好的微光摄像管和微光电视。82年英军在马岛战争中使用,取得了预期的夜战效果。65年J.Van Laar 和J.J.Scheer制成了世界上第一个砷化镓(GaAs)光电阴极。
79年美国ITT公司研制出利用GaAs负电子亲和势光电阴极与MCP技术的成像器件(薄片管),把微光夜视仪推进到第三代,工作波段也向长波延伸。60年代研制出的电子轰击硅靶(EBS)摄像管和二次电子电导(SEC)摄像管与像增强器耦合产生第一代微光摄像管。80年代以来,由于电荷耦合器件(CCD)的发展,不断涌现新的微光摄像器件。像增强器通过光纤面板与CCD耦合,做成了固态自扫描微光摄像组件,和以它为核心的新型微光电视。 第一代微光夜视技术
20世纪60年代初,在多碱光阴极(Sb-Na-K-Cs)、光学纤维面板的发明和同心球电子光学系统设计理论的完善的基础上,将这三大技术工程化,研制成第一代微光管。其一级单管可实现约50倍亮度增益,通过三级级联,增益可达5*104~105倍。第一代微光夜视技术属于被动观察方式,其特点是隐蔽性好、体积小、重量小、成品率高,
便于大批量生产;技术上兼顾并解决了光学系统的平像场与同心球电子光学系统要求有球面物(像)面之间的矛盾,成像质量明显提高。其缺点是怕强光,有晕光现象。
第二代微光夜视技术
第二代微光夜视器件的主要特色是微通道板电子倍增器(MCP)的发明并将其引入单级微光管中。装有1个MCP的一级微光管可达到104—105亮度增益,从而替代了原有的体积大、笨重的三级级联第一代微光管;同时,MCP微通道板内壁实际上是具有固定板电阻的连续打拿级,因此,在恒定工作电压下,有强电流输入时,有恒定输出电流的自饱和效应,此效应正好克服了微光管的晕光现象;加之它的体积更小、重量更轻,所以,第二代微光夜视仪是目前国内微光夜视装备的主体。
微光夜视
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