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1、微光夜視儀技術(shù)夜視儀效果圖一、簡介微光夜視技術(shù)致力于探索夜間和其它低光照度時目標圖像信息的獲取、轉(zhuǎn)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、空間和頻域的有效擴展。在軍事上，微光夜視技術(shù)已實用于夜間偵查、瞄準、車輛駕駛、光電火控和其它戰(zhàn)場作業(yè)，并可與紅外、激光、雷達等技術(shù)結(jié)合，組成完整的光電偵查、測量和警告系統(tǒng)。微光夜視技術(shù)的發(fā)展以1936年P(guān).G?rlich發(fā)明銻銫(Sb-Cs)光電陰極為標志。A.H.Sommer1955年發(fā)明了銻鉀鈉銫(Sb-K-Na-Cs)多堿光電陰極(S-20)，使微光夜視
2、技術(shù)進入實質(zhì)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(chǔ)。62年美國研制出這種三級及聯(lián)式像增強器，并以次為核心部件制成第一代微光夜視儀，即所謂的“星光鏡”—AN/PVS-2,并用于越戰(zhàn)。62年出現(xiàn)了微通道電子倍增器，70年研制出了實用電子倍增器件MCP-微通道板像增強器，并在此基礎(chǔ)上研制了第二代微光夜視儀。70年代發(fā)展起來的高靈敏度攝像管與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。82年英軍在馬島戰(zhàn)爭中使用，取得了預(yù)期的夜戰(zhàn)效果。65年J.Van
3、Laar和J.J.Scheer制成了世界上第一個砷化鎵(GaAs)光電陰極。79年美國ITT公司研制出利用GaAs負電子親和勢光電陰極與MCP技術(shù)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。60年代研制出的電子轟擊硅靶(EBS)攝像管和二次電子電導(dǎo)(SEC)攝像管與像增強器耦合產(chǎn)生第一代微光攝像管。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，和以它為核心的新型微光電視。二、黑天輻射基礎(chǔ)黑天輻射來
4、自于太陽、地球、月亮、星球、云層、大氣等自然輻射源。1、自然輻射太陽直徑：1391200公里輻射類似于色溫為5900K的黑體輻射輻射之地表的光波范圍0.3~3?m可見光區(qū)0.38~0.76?m更為突出月亮輻射有兩部分:反射太陽的輻射;自身輻射.月亮自身輻射與色溫為400K的黑體輻射相似地球輻射有兩部分:反射的太陽輻射，峰值在0.5?m附近;自身的輻射,峰值約波長為10?m。夜間以后者為主。顯然，地球自身的輻射大部分在8?14?m的遠紅外，正好是大氣的第三個窗口。星球貢獻較小，照度為2.2?10-4lx，約為無月夜
5、空光量的1/4。大氣輝光大氣輝光產(chǎn)生于地球上空約70?100km高度的大氣層中，是夜天輻射的重要組成部分，約占無月夜天光的40%。陽光中的紫外輻射在高層大氣中激發(fā)原子，并與分子發(fā)生低頻率的碰撞，是產(chǎn)生大氣輝光的主要原因。表現(xiàn)為原子鈉、原子氫、分子氧、氫氧根離子等成分的發(fā)射。其中波長為0.75~2.5?m的紅外輻射則主要來自氫氧根離子的氣輝，它比其它已知的氣輝發(fā)射約強1000倍。2、黑天輻射的特點特點：?夜天輻射除可見光外，還包含豐富的近紅外輻射。且無月星空天近紅外輻射為主要成分。故偉光也是技術(shù)必須充分考慮這一點，
6、有效利用波長延伸至1.3?m的近紅外輻射。?有月和無月夜天輻射的光譜分布相差較大，滿月月光的強度比星光高出約100倍。無月時各輻射的比例為：星光及其散射光30%大氣輝光40%黃道光15%銀河光5%后三項的散射光10%3、夜天輻射產(chǎn)生的景物亮度三、微光夜視儀概論以像增強器為核心部件的微光夜視器材稱之為微光夜視儀。它使人類能在極低照度(10-5lx)條件下有效地獲取景物圖像的信息。1、組成與原理主要部件：強光力物鏡、像增強器、目鏡和電源。從原理上看，微光夜視儀是帶有像增強器的特殊望遠鏡。微弱自然光由目標表面反射進入夜
7、視儀；在強光力物鏡作用下聚焦于像增強器的光陰極面（與物鏡后焦面重合），即發(fā)出電子；光電子在像增強器內(nèi)部電子光學(xué)系統(tǒng)的作用下被加速、聚焦、成像，以及高速度轟擊像增強器的熒光屏，激發(fā)出足夠強的可見光，從而把一個被微弱自然光照明的遠方目標變成適于人眼觀察的可見光圖像，經(jīng)目鏡的進一步放大，實現(xiàn)有效地目視觀察。2、對各部件的技術(shù)要求物鏡：⑴為使像面有足夠的照度，物鏡應(yīng)有盡可能大的像對孔徑(D/f)。⑵為了像增強器陰極上目標圖像照度均勻，軸外物點的光線應(yīng)盡量多地參與成像，從而要求物鏡的漸暈系數(shù)盡可能大。E?=kE0(cos?
8、′)4E?--軸外像點照度k---漸暈系數(shù)⑶由于一般像增強器極限空間分辨力不高，為30?40lp/mm,故要求物鏡具有很好的低通濾波性能。調(diào)制傳遞函數(shù)調(diào)制度—可見度M=(Imax-Imin)/Itol調(diào)制度傳遞因子與空間頻率的函數(shù)關(guān)系稱為調(diào)制傳遞函數(shù)。MTF—ModulationTransferFunction如希望其在12.5及25lp/mm頻率上分別有MTF?0.75
