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1、微光夜视技术的发展及评价张振中 李其祥(武警工程学院)摘 要:文章介绍了微光夜视技术的发展历程、现状和最新进展,分析了决定微光夜视装备整体性能的几个主要技术参数,展望了微光夜视技术的发展趋势。对于全面了解微光夜视技术及微光夜视装备并掌握其发展方向具有重要意义。关键词:微光夜视技术;发展;评价中图分类号:E933.1文献标识码:A文章编号:1004-6429(2007)03-0110-03DevelopmentofLowLightNightVisionTechnologyandAppraisalsZhangZhenzhong,LiQixiang ABSTRACT:Theartic
2、leintroducesthehistory,currentsituationandlatestdevelopmentoflowlightnightvisiontechnology,analyzessev-eraltechnicalparametersdecidingtheoverallperformanceofsuchequipmentandforecaststhetrend,whichissignificantforwhollyunderstandingandgraspingthedevelopmentdirectionofthistechnologyandtheequipm
3、ent.KEYWORDS:lowlightnightvisiontechnology;development;appraisal1 微光夜视技术简介“漆黑的夜晚”,天空仍然充满了光线,这就是所谓“夜天辐射”。夜天辐射来自太阳、地球、月亮、星球、云层、大气等自然辐射源。只是由于其光度太弱(低于人眼视觉阈值),不足以引起人眼的视觉感知。把这种微弱光辐射增强至正常视觉所要求的程度,是微光夜视技术工作的核心任务。微光夜视技术致力于探索夜间和其他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、空域和频域的有效扩展。就时域而言,它克服“夜盲”障碍,使
4、人们在夜晚行动自如。就空域而言,它使人眼在低光照空间(如地下室、山洞、隧道)仍能实现正常视觉。就频域而言,它把视觉频段向长波区延伸,使人眼视觉在近红外区仍然有效。在军事上,微光夜视技术已实用于夜间侦察、瞄准、车辆驾驶、光电火控和其他战场作业,并可与红外、激光、雷达等技术结合,组成完整的光电侦察、测量和告警系统。微光夜视器材已成为部队武器装备中重要的组成部分。当然,微光夜视技术也在天文、公安、航天、海洋事业等领域得到应用。许多暗室作业、涵洞作业也采用了此类技术。2 微光夜视技术的发展历程1936年P.Gorlich发明了锑铯(Sb-Cs)光电阴极,拉开了微光夜视技术发展的序幕。19
5、55年,A.H.Sommer发明锑钾钠铯(Sb-K-Na-Cs)多碱光电阴极(S-20阴极),促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。1962年,美国研制出三级级联式像增强器(PIP-I型),并制成以PIP-I型像增强器为核心部件的第一代微光夜视仪,即所谓“星光镜”(AN/PVS-2),1965～1967年装备部队,曾用于越南战场。1962年前后出现了微通道电子倍增器,1970年研制出实用电子倍增器件MCP———微通道板像增强器,基此组装出第二代微光夜视仪。20世纪70年代发展起来的高灵敏度摄像管
6、与上述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。1982年,在英国与阿根廷的马岛战争中,英军使用此类夜视器材,取得了预期的夜战效果。1965年,J.VanLaar和J.J.Scheer制成世界上第一个砷化镓(GaAs)光电阴极。1979年美国国际电话电报公司(1TT公司)研制出利用GaAs负电子亲和势(NEA)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。微光摄像器件的历史可以上溯到20世纪40年代的超正摄像管。50年代,分流摄像管和光导摄像管先后面世。从原理而言,这些常规摄像管若与像增强器耦合就能作为微光摄像管使用。但
7、真正被称为微光摄像管的,还是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。20世纪70年代发展起来的高灵敏度碲化锌镉摄像管,配制以光纤面板入射窗,直接与二代或三代像增强器耦合,便具有良好的微光性能。自上世纪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技术的新型微光电视。显然,真空摄像器件与固态自扫描摄像器件正在微光电视领域展开一场竞争。3 微光夜视
