Почему приборы ночного видения светятся зеленым ?
Бывают конечно черно-белые например, но в основном именно зеленые. Почему ?
Перечислим несколько причин …
Перечислим несколько причин …
1. Для того чтобы заставить светиться люминофор зеленым светом нужно намного меньше энергии чем белым. А для ПНВ это главное. Т. к. поток электронов не так уж интенсиван.
2. Люминесцентные экраны в приборах ночного видения сознательно покрывают составом, светящимся холодным зеленым цветом. Дело тут не в пристрастиях или традициях, просто человеческий глаз способен различать наибольшее количество оттенков именно зеленого цвета. Говорят, художник Левитан различал 400 оттенков.
3. Если находится в полной темноте от от зеленого свечение глаза устают меньше чем от белого и быстрее перестраиваются на темноту.
Ночью у солдата две проблемы. Во-первых, света слишком мало, чтобы увидеть врага, а во-вторых часть излучаемого врагом света лежит в инфракрасной области спектра и солдат его просто не воспринимает. Прибор ночного видения решает обе проблемы: он усиливает попавший в него свет и заодно переводит невидимое инфракрасное излучение в видимую область спектра.
Прибор состоит из трех частей: объектив, электрооптический преобразователь и окуляр. Объектив фокусирует свет и строит изображение врага на передней стенке преоразователя, так же, как проектор строит изображение на экране или объектив фотоаппарата на пленке. Преобразователь усиливает изображение врага (делает его во много раз ярче) и выводит его на задней стенке. А потом это яркое изображение солдат наблюдает через объектив.
В преобразователе происходит все самое главное. Он представляет собой запаянную трубку, из которой откачан воздух. На переднюю стенку трубки нанесен тонкий слой полупроводника, а на заднюю — люминисцирующее вещество (люминофор). К трубке преобразователя прикладывают напряжение таким образом, что передняя стенка заряжена отрицательно (катод), а задняя — положительно (анод). Поскольку в катоде избыток отрицательно заряженных электронов, они хотят из него выбраться и притянуться к положительно заряженному аноду, но напряжения чуть-чуть не хватает, чтобы вырвать их из полупроводника.
Но стоит хотя бы одному фотону от слаборазличимого врага попасть на фотокатод, и он немедленно выбивает из него какой-нибудь электрон в вакуум. По дороге к аноду электрон набирает большую скорость и ударяется о люминофор. В люминофоре за счет столкновения с другими электронами он теряет энергию, а электроны люминофора тратят полученную энергию на свет. Это – один из видов люминесценции, она предсказуемо называется катодолюминесценцией.
Чем больше света попадает на фотокатод, тем больше выбивается электронов и тем ярче светится соответствующая точка люминофора. Причем, фотокатоду не важно, какой фотон к нему прилетел: видимый, инфракрасный или ультрафиолетовый, поэтому информация о цвете теряется, а изображение на люминесцентном экране будет черно-белым, вернее даже черно-зеленым, поскольку наиболее чувствительный люминофор светится зеленым светом.
Приборы ночного видения были созданы еще 40 лет назад. За эти годы появился ряд новых и усовершенствованных приборов ночного видения, поэтому такие устройства принято различать по поколениям.
Поколение «0» — оригинальная система ночного видения, разработанная Армией Соединенных Штатов, которую использовали во второй мировой войне и в войне с Кореей. В таких приборах видеопроектор подсоединялся отдельно. Видеопроектор проектировал луч инфракрасного света, подобно лучу светового сигнала. Невидимый невооруженным глазом, этот луч отражался от объектов и попадал в линзу прибора ночного видения. Для увеличения скорости электронов в таких приборах использовали анод и катод. Недостаток этой системы состоял в том, что такое ускорение электронов искажало изображение и очень быстро выводило из строя электронно-оптический усилитель. Главный же недостаток этих приборов заключается в том, что вражеские силы могли с помощью специального оборудования зафиксировать инфракрасный луч, спроектированный прибором ночного видения.
Поколение 1 — следующее поколение приборов ночного видения, в которых в отличие от предыдущего поколения стали использовать пассивное инфракрасное излучение. Приборы нового поколения стали использовать окружающий свет, излучаемый луной и звездами. Им больше не нужен был источника спроектированного инфракрасного света. Но единственный их недостаток заключался в том, что такие приборы практически не работали в полной темноте, когда небо было покрыто тучами. Также в приборах ночного видения первого поколения по-прежнему использовались электронно-оптические усилители, которые искажали изображения и быстро разрушали сам усилитель.
Поколение 2. Самые заметные улучшения в приборах ночного видения произошли в приборах второго поколения. В них заметно улучшилось разрешение изображение и сама работа устройств. Самое большое преимущество приборов этого поколения над всеми существующими являлось то, что они могли видеть объекты даже при очень плохом освещение, например, в безлунные ночи. Это стало возможным после того, как разработчики установили микроканальную пластину в электронно-лучевой усилитель. Благодаря тому, что MCP просто увеличивало число электронов вместо того, чтобы ускорять их движение, изображения стали более четкими и яркими по сравнению со всеми предыдущими устройствами ночного видения.
Поколение 3. Третье поколение в настоящее время используется американскими войсками. В сущности, это поколение мало чем отличается от второго поколения, за исключением того, что новые приборы более чувствительны и поэтому воспроизводят более качественное изображение. Достигнуть этого удалось за счет использования полупроводникового материала арсенида галлия, который ускоряет процесс преобразования фотонов в электроны. Более того, MCP покрыта специальным ионным слоем, который значительно продлевает срок работы электронно-оптического усилителя и сокращает окружающий шум.
Поколение 4 – это новые приборы ночного видения, работающие как при хорошем, так и при плохом освещении. В них помимо всего прочего был установлен также стробируемый усилитель.
Благодаря новой технологии стробируемого усилителя, приборы ночного видения автоматически регулировали включение и выключение напряжения фотокатода, за счет чего приборы ночного видения могли резко подстраиваться под любые изменения света. Новая технология значительно изменила отношение многих людей к приборам ночного видения. Ведь теперь система стробируемого усилителя давала пользователю этих приборов свободу действий, он мог спокойно перемещаться из темной области в яркую и наоборот. Приведем наглядный пример: вы должно быть видели в фильмах, как герои прячутся где-нибудь в темноте, рассматривая обстановку через приборы ночного видения, как вдруг резко включается свет и человек буквально слепнет. Новая технология, используемая в приборах четвертого поколения, позволяет устранить этот недостаток. Усовершенствованные приборы ночного видения мгновенно реагируют на изменение света. Приборы ночного видения нулевого и первого поколения стоят относительно недорого, однако, профессионалы сильно разочаруются в чувствительности и качестве их воспроизведения. Приборы же трех последующих поколений стоят очень дорого, но если с ними обращаться аккуратно, то они могу прослужить долгие годы, да и качеством останется доволен даже требовательный «боец».
Следует также отметить, что все электронно-оптические усилители подвергаются суровому тестированию, необходимое для того, чтобы выяснить соответствует ли это оборудование военным нормам и требованиям. В профессиональных устройствах ночного видения в военных целях используются электронно-оптические усилители стандарта MILSPEC. В некоторых отдельных случаях также допускается стандарт COMSPEC.
2. Люминесцентные экраны в приборах ночного видения сознательно покрывают составом, светящимся холодным зеленым цветом. Дело тут не в пристрастиях или традициях, просто человеческий глаз способен различать наибольшее количество оттенков именно зеленого цвета. Говорят, художник Левитан различал 400 оттенков.
3. Если находится в полной темноте от от зеленого свечение глаза устают меньше чем от белого и быстрее перестраиваются на темноту.
Как устроен прибор ночного видения ?
Ночью у солдата две проблемы. Во-первых, света слишком мало, чтобы увидеть врага, а во-вторых часть излучаемого врагом света лежит в инфракрасной области спектра и солдат его просто не воспринимает. Прибор ночного видения решает обе проблемы: он усиливает попавший в него свет и заодно переводит невидимое инфракрасное излучение в видимую область спектра.
Прибор состоит из трех частей: объектив, электрооптический преобразователь и окуляр. Объектив фокусирует свет и строит изображение врага на передней стенке преоразователя, так же, как проектор строит изображение на экране или объектив фотоаппарата на пленке. Преобразователь усиливает изображение врага (делает его во много раз ярче) и выводит его на задней стенке. А потом это яркое изображение солдат наблюдает через объектив.
Один попавший в люминофор электрон способен вызвать излучение 50 тысяч фотонов.
Электрооптический преобразователь
В преобразователе происходит все самое главное. Он представляет собой запаянную трубку, из которой откачан воздух. На переднюю стенку трубки нанесен тонкий слой полупроводника, а на заднюю — люминисцирующее вещество (люминофор). К трубке преобразователя прикладывают напряжение таким образом, что передняя стенка заряжена отрицательно (катод), а задняя — положительно (анод). Поскольку в катоде избыток отрицательно заряженных электронов, они хотят из него выбраться и притянуться к положительно заряженному аноду, но напряжения чуть-чуть не хватает, чтобы вырвать их из полупроводника.
Но стоит хотя бы одному фотону от слаборазличимого врага попасть на фотокатод, и он немедленно выбивает из него какой-нибудь электрон в вакуум. По дороге к аноду электрон набирает большую скорость и ударяется о люминофор. В люминофоре за счет столкновения с другими электронами он теряет энергию, а электроны люминофора тратят полученную энергию на свет. Это – один из видов люминесценции, она предсказуемо называется катодолюминесценцией.
Чем больше света попадает на фотокатод, тем больше выбивается электронов и тем ярче светится соответствующая точка люминофора. Причем, фотокатоду не важно, какой фотон к нему прилетел: видимый, инфракрасный или ультрафиолетовый, поэтому информация о цвете теряется, а изображение на люминесцентном экране будет черно-белым, вернее даже черно-зеленым, поскольку наиболее чувствительный люминофор светится зеленым светом.
Приборы ночного видения были созданы еще 40 лет назад. За эти годы появился ряд новых и усовершенствованных приборов ночного видения, поэтому такие устройства принято различать по поколениям.
Поколение «0» — оригинальная система ночного видения, разработанная Армией Соединенных Штатов, которую использовали во второй мировой войне и в войне с Кореей. В таких приборах видеопроектор подсоединялся отдельно. Видеопроектор проектировал луч инфракрасного света, подобно лучу светового сигнала. Невидимый невооруженным глазом, этот луч отражался от объектов и попадал в линзу прибора ночного видения. Для увеличения скорости электронов в таких приборах использовали анод и катод. Недостаток этой системы состоял в том, что такое ускорение электронов искажало изображение и очень быстро выводило из строя электронно-оптический усилитель. Главный же недостаток этих приборов заключается в том, что вражеские силы могли с помощью специального оборудования зафиксировать инфракрасный луч, спроектированный прибором ночного видения.
Поколение 1 — следующее поколение приборов ночного видения, в которых в отличие от предыдущего поколения стали использовать пассивное инфракрасное излучение. Приборы нового поколения стали использовать окружающий свет, излучаемый луной и звездами. Им больше не нужен был источника спроектированного инфракрасного света. Но единственный их недостаток заключался в том, что такие приборы практически не работали в полной темноте, когда небо было покрыто тучами. Также в приборах ночного видения первого поколения по-прежнему использовались электронно-оптические усилители, которые искажали изображения и быстро разрушали сам усилитель.
Поколение 2. Самые заметные улучшения в приборах ночного видения произошли в приборах второго поколения. В них заметно улучшилось разрешение изображение и сама работа устройств. Самое большое преимущество приборов этого поколения над всеми существующими являлось то, что они могли видеть объекты даже при очень плохом освещение, например, в безлунные ночи. Это стало возможным после того, как разработчики установили микроканальную пластину в электронно-лучевой усилитель. Благодаря тому, что MCP просто увеличивало число электронов вместо того, чтобы ускорять их движение, изображения стали более четкими и яркими по сравнению со всеми предыдущими устройствами ночного видения.
Поколение 3. Третье поколение в настоящее время используется американскими войсками. В сущности, это поколение мало чем отличается от второго поколения, за исключением того, что новые приборы более чувствительны и поэтому воспроизводят более качественное изображение. Достигнуть этого удалось за счет использования полупроводникового материала арсенида галлия, который ускоряет процесс преобразования фотонов в электроны. Более того, MCP покрыта специальным ионным слоем, который значительно продлевает срок работы электронно-оптического усилителя и сокращает окружающий шум.
Поколение 4 – это новые приборы ночного видения, работающие как при хорошем, так и при плохом освещении. В них помимо всего прочего был установлен также стробируемый усилитель.
Благодаря новой технологии стробируемого усилителя, приборы ночного видения автоматически регулировали включение и выключение напряжения фотокатода, за счет чего приборы ночного видения могли резко подстраиваться под любые изменения света. Новая технология значительно изменила отношение многих людей к приборам ночного видения. Ведь теперь система стробируемого усилителя давала пользователю этих приборов свободу действий, он мог спокойно перемещаться из темной области в яркую и наоборот. Приведем наглядный пример: вы должно быть видели в фильмах, как герои прячутся где-нибудь в темноте, рассматривая обстановку через приборы ночного видения, как вдруг резко включается свет и человек буквально слепнет. Новая технология, используемая в приборах четвертого поколения, позволяет устранить этот недостаток. Усовершенствованные приборы ночного видения мгновенно реагируют на изменение света. Приборы ночного видения нулевого и первого поколения стоят относительно недорого, однако, профессионалы сильно разочаруются в чувствительности и качестве их воспроизведения. Приборы же трех последующих поколений стоят очень дорого, но если с ними обращаться аккуратно, то они могу прослужить долгие годы, да и качеством останется доволен даже требовательный «боец».
Следует также отметить, что все электронно-оптические усилители подвергаются суровому тестированию, необходимое для того, чтобы выяснить соответствует ли это оборудование военным нормам и требованиям. В профессиональных устройствах ночного видения в военных целях используются электронно-оптические усилители стандарта MILSPEC. В некоторых отдельных случаях также допускается стандарт COMSPEC.
Комментарии3
