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1、微光夜視技術的發(fā)展及評價張振中 李其祥(武警工程學院)摘 要:文章介紹了微光夜視技術的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和最新進展,分析了決定微光夜視裝備整體性能的幾個主要技術參數(shù),展望了微光夜視技術的發(fā)展趨勢。對于全面了解微光夜視技術及微光夜視裝備并掌握其發(fā)展方向具有重要意義。關鍵詞:微光夜視技術;發(fā)展;評價中圖分類號:E933.1文獻標識碼:A文章編號:1004-6429(2007)03-0110-03DevelopmentofLowLightNightVisionTechnologyandAppraisalsZhangZhenzhong,LiQixiang ABSTRACT:Theartic
2、leintroducesthehistory,currentsituationandlatestdevelopmentoflowlightnightvisiontechnology,analyzessev-eraltechnicalparametersdecidingtheoverallperformanceofsuchequipmentandforecaststhetrend,whichissignificantforwhollyunderstandingandgraspingthedevelopmentdirectionofthistechnologyandtheequipm
3、ent.KEYWORDS:lowlightnightvisiontechnology;development;appraisal1 微光夜視技術簡介“漆黑的夜晚”,天空仍然充滿了光線,這就是所謂“夜天輻射”。夜天輻射來自太陽、地球、月亮、星球、云層、大氣等自然輻射源。只是由于其光度太弱(低于人眼視覺閾值),不足以引起人眼的視覺感知。把這種微弱光輻射增強至正常視覺所要求的程度,是微光夜視技術工作的核心任務。微光夜視技術致力于探索夜間和其他低光照度時目標圖像信息的獲取、轉換、增強、記錄和顯示,它的成就集中表現(xiàn)為使人眼視覺在時域、空域和頻域的有效擴展。就時域而言,它克服“夜盲”障礙,使
4、人們在夜晚行動自如。就空域而言,它使人眼在低光照空間(如地下室、山洞、隧道)仍能實現(xiàn)正常視覺。就頻域而言,它把視覺頻段向長波區(qū)延伸,使人眼視覺在近紅外區(qū)仍然有效。在軍事上,微光夜視技術已實用于夜間偵察、瞄準、車輛駕駛、光電火控和其他戰(zhàn)場作業(yè),并可與紅外、激光、雷達等技術結合,組成完整的光電偵察、測量和告警系統(tǒng)。微光夜視器材已成為部隊武器裝備中重要的組成部分。當然,微光夜視技術也在天文、公安、航天、海洋事業(yè)等領域得到應用。許多暗室作業(yè)、涵洞作業(yè)也采用了此類技術。2 微光夜視技術的發(fā)展歷程1936年P.Gorlich發(fā)明了銻銫(Sb-Cs)光電陰極,拉開了微光夜視技術發(fā)展的序幕。19
5、55年,A.H.Sommer發(fā)明銻鉀鈉銫(Sb-K-Na-Cs)多堿光電陰極(S-20陰極),促使微光夜視技術進入實質性發(fā)展階段。1958年,光纖面板問世,加之當時熒光粉性能的提高,為光纖面板耦合的像增強器奠定了基礎。1962年,美國研制出三級級聯(lián)式像增強器(PIP-I型),并制成以PIP-I型像增強器為核心部件的第一代微光夜視儀,即所謂“星光鏡”(AN/PVS-2),1965～1967年裝備部隊,曾用于越南戰(zhàn)場。1962年前后出現(xiàn)了微通道電子倍增器,1970年研制出實用電子倍增器件MCP———微通道板像增強器,基此組裝出第二代微光夜視儀。20世紀70年代發(fā)展起來的高靈敏度攝像管
6、與上述MCP像增強器耦合,制成了性能更好的微光攝像管和微光電視。1982年,在英國與阿根廷的馬島戰(zhàn)爭中,英軍使用此類夜視器材,取得了預期的夜戰(zhàn)效果。1965年,J.VanLaar和J.J.Scheer制成世界上第一個砷化鎵(GaAs)光電陰極。1979年美國國際電話電報公司(1TT公司)研制出利用GaAs負電子親和勢(NEA)光電陰極與MCP技術的成像器件(薄片管),把微光夜視儀推進到第三代,工作波段也向長波延伸。微光攝像器件的歷史可以上溯到20世紀40年代的超正攝像管。50年代,分流攝像管和光導攝像管先后面世。從原理而言,這些常規(guī)攝像管若與像增強器耦合就能作為微光攝像管使用。但
7、真正被稱為微光攝像管的,還是60年代研制出的電子轟擊硅靶(EBS)攝像管和二次電子電導(SEC)攝像管。20世紀70年代發(fā)展起來的高靈敏度碲化鋅鎘攝像管,配制以光纖面板入射窗,直接與二代或三代像增強器耦合,便具有良好的微光性能。自上世紀80年代以來,由于電荷耦合器件(CCD)的發(fā)展,不斷涌現(xiàn)新的微光攝像器件。像增強器通過光纖面板與CCD耦合,做成了固態(tài)自掃描微光攝像組件和以它為核心技術的新型微光電視。顯然,真空攝像器件與固態(tài)自掃描攝像器件正在微光電視領域展開一場競爭。3 微光夜視
