تشتمل تقنية الرؤية الليلية على ثلاث فئات رئيسية: مضخم الصورة (تضخيم الضوء)، والتصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء (درجة حرارة الأشعة تحت الحمراء) والرؤية الليلية الرقمية (الإضاءة السفلية CCD). يستخدم معظم المستخدمين معدات التضخيم البصري لمضخم الصور. تستخدم تقنية تضخيم الضوء كمية صغيرة من الضوء، مثل ضوء القمر أو ضوء النجوم، للمرور عبر محول طرفي وتحويل الطاقة الضوئية (يسميها العلماء الفوتونات) إلى طاقة كهربائية (إلكترونات). تنتقل الإلكترونات عبر قرص رفيع يبلغ حجمه حوالي ربع حجم الإلكترون، ويتضمن أكثر من 10 ملايين شعاع. عندما تنتقل الإلكترونات وتصطدم بلوحة القنوات الدقيقة، يتم إطلاق آلاف الإلكترونات. ترتد هذه الإلكترونات الصادرة عن شاشة الفلورسنت، وتحول الإلكترونات مرة أخرى إلى فوتونات وتسمح لك برؤية ضوء ليلي مثير للإعجاب، حتى في الظروف المظلمة حقًا.
تأتي مكثفات الصور بأشكال وأحجام مختلفة وأربعة أنواع رئيسية. تستخدم أنظمة الجيل 0 والجيل الأول الانعكاس الكهروستاتيكي وتسريع الإلكترون لتوليد الإيرادات. يتميز كلاهما بتشويه هندسي، وبينما يتطلب الجيل 0 إضاءة نشطة بالأشعة تحت الحمراء، فإن الجيل 1 يتمتع بحساسية أعلى للكاثود وهو مكثف سلبي حقيقي للصورة. يوفر Gen 1/Super Gen 1+ الأداء/فعالية التكلفة للمستخدمين غير المحترفين. الميزة الفريدة هي أنه من الممكن إيقاف تشغيل المفتاح بعد تشغيله لفترة من الوقت، وذلك بسبب الطاقة المتبقية التي يحتفظ بها. لن تحتوي أنظمة الجيل الثاني والثالث على هذا "الشفق اللاحق" - الصورة المختفية، وسيتم إيقاف تشغيلها عند إيقاف تشغيل المفتاح. وهي عمومًا أصغر حجمًا وأخف وزنًا وتستخدم تيارًا أقل. يستخدم كلاهما لوحة القنوات الدقيقة (MCP) لتحسين الكسب ودقة الصورة، لكن أنبوب Gen3 يحتوي على طبقة إضافية من فيلم حجب الأيونات لزيادة عمر الأنبوب. لذا فهي متشابهة جدًا من الداخل، والفرق الرئيسي هو الكاثود الضوئي لهذه الأنابيب. في حين أن الكاثود الضوئي من الجيل 1 والجيل 2 قد يكون هو نفسه (كاثود ضوئي متعدد القلويات)، فإن تقنية Gen3 تعتمد على مادة مختلفة تمامًا - زرنيخيد الغاليوم، مما يزيد من حساسية الكاثود الضوئي إلى أكثر من 3 مرات. استخدم أنابيب تكثيف الصور American Gen 2+ بحذر. كانت الولايات المتحدة تنتج أنابيب Gen3 طوال السنوات الخمس الماضية على الأقل. لذلك، من المرجح أن يكون مصدر أي أنابيب من الجيل 2+ الأمريكي هو المخزونات التي تم تطهيرها من المستودعات العسكرية. على الرغم من أنك قد تكون محظوظًا بما يكفي للحصول على أنبوب مناسب كقطعة غيار، إلا أنه موجود منذ سنوات عديدة وقد لا يرقى إلى مستوى تفاصيل مواصفات الإنتاج الحالية. في أسوأ السيناريوهات، سوف تحصل على استخدام جيد، ولكن العمر المحدود للأنبوب مع تصنيف الكاثود يقل بشكل كبير حسب الاستخدام والعمر.
على الرغم من أن مكثف Gen 3 هو الأكثر حساسية، إلا أن جميع تطبيقاته لن تكون كذلك بالضرورة. وهي عبارة عن كاثود ضوئي مرتفع نسبيًا للجزء غير المرئي القريب من الأشعة تحت الحمراء من الطيف. إن تشغيل أضواء الشوارع في العديد من المدن والضواحي ينبعث منه كميات ضئيلة من ضوء الأشعة تحت الحمراء القريبة. يبدو أن أداء Gen3 يختلف عن الأجيال السابقة. في الواقع، يميل نظام Gen3 إلى الاحتراق الساخن وعندما يتعرض لإضاءة عالية السطوع، فإنه يفقد الكثير من تفاصيل الصورة والتباين. إنهم في الحقيقة لا يرون سوى المناطق البرية المظلمة جدًا. التطوير هو أنبوب تكثيف الصور HyperGen الآلي. تم تصميمها للسماح بالأداء والحد الأدنى من مسح الهالة من المناطق المظلمة جدًا إلى الفاتحة أو المناطق المزعجة. وهذا يجعلها الحل الأكثر فعالية للعمل الحضري وتوفر الحماية في المناطق التي يحتمل أن تكون بها مصادر إضاءة ساطعة، مثل أضواء الشوارع والمصابيح الأمامية للسيارات وما إلى ذلك. بالمقارنة مع أي منتج آخر تقريبًا، فهذه هي الرؤية الليلية الأكثر واقعية يمكنك الحصول على ما تدفعه مقابل. هذا أنبوب معزز يتمتع بمزايا أداء كبيرة لعملك. ومع ذلك، يتم تحقيق ذلك من خلال الانخفاض الحاد في نسبة مكاسب الأداء مقارنة بالتكلفة المتزايدة التي يتم إنفاقها على وحدات الأداء التي تم الحصول عليها.
الجيل 0:
يستخدم أنبوب Gen 0 النموذجي مرحلة الكاثود الضوئي S-1 التي تستجيب في المنطقة الزرقاء الخضراء (حساسية الكاثود الضوئي 60 مللي أمبير/لومن) لتمكين الكسب في الانعكاس الكهروستاتيكي وتوليد تسارع الإلكترون. تتميز أنابيب Gen0 بالتشوه الهندسي، مما يستلزم استخدام إضاءة الأشعة تحت الحمراء النشطة.
الجيل الأول:
في أوائل ستينيات القرن العشرين، واستنادًا إلى اختراع الكاثود الضوئي متعدد القلويات (Sb-Na-K-Cs)، ولوحة الألياف الضوئية وتحسين نظرية تصميم النظام البصري الإلكتروني الكروي متحدة المركز، تم تصميم هذه التقنيات الثلاثة الرئيسية وتطويرها إلى جيل من أنبوب الضوء المنخفض. يمكن للأنبوب الفردي من المستوى الأول أن يحقق حوالي 50 مرة زيادة في السطوع من خلال سلسلة ثلاثية المستويات، يمكن أن يصل الكسب إلى 120-900 مرة. حساسية الكاثود الضوئي هي 120-250 مللي أمبير/lm، دقة المركز هي 25-35 lp/mm. ومدة العمل خلال 2000 ساعة (1000 ساعة نموذجية). أحدث تقنيات الرؤية الليلية في الإضاءة المنخفضة هي طريقة مراقبة سلبية، تتميز بالإخفاء الجيد، والحجم الصغير، والوزن المنخفض، والإنتاج الضخم، وسهولة الإنتاج الضخم من الناحية الفنية، وهي تأخذ في الاعتبار وتحل مشكلة المجال المسطح والمجال المتحد المركز؛ البصريات الإلكترونية للنظام البصري يتطلب النظام تناقضات بين أسطح الأجسام الكروية (الصورة)، ويتم تحسين جودة التصوير بشكل ملحوظ. عيبه هو أنه يخاف من الضوء القوي ولديه ظاهرة الهالة.
الجيل الأول+(سوبر أنا+):
يعد هذا تعديلًا مفيدًا آخر لأنابيب الجيل الأول، وذلك باستخدام لوحة ألياف بصرية مثبتة أمام الأنبوب أو خلفه. يؤدي تحسين التفاصيل وتعديلها إلى زيادة دقة الصورة وتقليل تشويه الصورة. يبلغ كسب السطوع لأنبوب الكاميرا من الجيل الفائق (1+) حوالي 1000 مرة، وتتم زيادة حساسية الكاثود الضوئي إلى 280 مللي أمبير/لومن، وتكون دقة المركز 45-50 lp/mm. في الوضع السلبي أو النشط (باستخدام مصباح الأشعة تحت الحمراء)، توفر أنابيب الجيل الفائق جودة صورة متزايدة وتقليل التشويه وزيادة مسافة المشاهدة مقارنة بأنابيب الجيل الأول. تسمح هذه التغييرات الميدانية، أثناء العمل في البيئات الحضرية وفي الأماكن المفتوحة، بالعمل على تعتيم الإضاءة المحيطة حتى ربع القمر. عندما تصبح ظروف العمل أكثر قتامة، يجب تشغيل مصباح الأشعة تحت الحمراء. تكلفة تصنيع الجيل الفائق هي 4-9 أضعاف تكلفة الجيل الأول.
الجيل الثاني:
السمة الرئيسية للجيل الثاني من أجهزة الرؤية الليلية في الإضاءة المنخفضة هي اختراع مضاعف إلكترون اللوحة الدقيقة (MCP) وإدخاله في أنبوب الإضاءة المنخفضة أحادي المرحلة. يمكن لأنبوب الضوء الصغير ذو المرحلة الواحدة المجهز بـ MCP واحد أن يحقق كسب سطوع قدره 104-105، وبالتالي يحل محل أنبوب الضوء الصغير الأصلي الكبير والضخم المكون من ثلاث مراحل في نفس الوقت، الجدار الداخلي لل تحتوي لوحة القناة الصغيرة MCP في الواقع على مقياس ديناميكي مستمر لمقاوم اللوحة الثابتة، لذلك، في ظل جهد التشغيل المستمر، عندما يكون هناك مدخل تيار قوي، يكون هناك تأثير تشبع ذاتي لتيار الإخراج الثابت، وهذا التأثير يتغلب فقط على ظاهرة الهالة بالإضافة إلى ذلك، فإن أنبوب الضوء الصغير أكبر حجمًا وأصغر وأخف وزنًا، ويعتبر جهاز الرؤية الليلية منخفض الإضاءة من الجيل الثاني حاليًا هو الجسم الرئيسي لمعدات الرؤية الليلية المحلية منخفضة الإضاءة. تبلغ حساسية الكاثود الضوئي 240-350 مللي أمبير/م، ودقة المركز 28-38 ليرة لكل مم، ووقت العمل لا يقل عن 1000-3000 ساعة (نموذجي MTTF 2000 ساعة)، SNR نموذجي 11.
الجيل الثالث:
السمة الرئيسية للجيل الثالث من أجهزة الرؤية الليلية في الإضاءة المنخفضة هي إدخال كاثود ضوئي GaAs ناقل وMCP مع Al2O3 وفيلم حاجز أيوني في أنبوب الإضاءة المنخفضة الملائم. بالمقارنة مع أجهزة الإضاءة المنخفضة من الجيل الثاني، زادت حساسية أجهزة الإضاءة المنخفضة من الجيل الثالث بمقدار 4-8 مرات، وحساسية الكاثود الضوئي هي 800+ مللي أمبير/لوم، والدقة المركزية هي 32-72 رطل/مم ، وSNR النموذجي هو 18-28، وزيادة السطوع هي 40,000-46,000 مرة، ووقت العمل هو 10,000 ساعة، ويمتد العمر الافتراضي بمقدار 3 مرات، ويتم تحسين استخدام الطيف لضوء السماء الليلية بشكل كبير، ومسافة المشاهدة المستهدفة في يتم تمديد الليل المظلم (10-4lx) بنسبة 50%-100%. الأساس التكنولوجي لجهاز الضوء الصغير من الجيل الثالث هو الفراغ العالي للغاية، وتنشيط سطح NEA، والاتصال القرب المزدوج، وختم الإنديوم المزدوج، وفيزياء السطح، وكيمياء السطح، وتقنية MCP ذات العمر الطويل، عالية الكسب، وما إلى ذلك، والتي يوفر أيضًا الأساس لتطوير أنبوب الضوء الصغير من الجيل الرابع ومكثفات صورة الكاثود الضوئي بالأشعة تحت الحمراء ذات الموجة الطويلة وغيرها من المنتجات عالية التقنية التي خلقت ظروفًا جيدة.
غالبًا ما يُطلق على الجيل الثالث في أوروبا اسم SuperGen و"HyperGen" و"XD-4" وما إلى ذلك. الفرق في معلمات هالة الأنبوب هو الفرق الأكثر أهمية في تأثير التصوير.
تقنية SuperGen لتكثيف الصور:
يعتمد أنبوب الإضاءة المنخفضة من الجيل الثاني تقريبًا نفس هيكل أنبوب الإضاءة المنخفضة من الجيل الثالث، وتتمثل الميزة التقنية الرئيسية في إدخال كاثود ضوئي متعدد القلويات عالي الحساسية في الجيل الثاني من الإضاءة المنخفضة. أنبوب واستعارة التكنولوجيا من أنبوب الضوء الصغير من الجيل الثالث أدت نتائج أبحاث الآلية والعملية على MCP البصري وهيكل الأنبوب وإمدادات الطاقة المتكاملة وعلم البلورات وخصائص جسم أشباه الموصلات إلى تحسين جودة التصوير بشكل كبير بسيطة نسبيا والسعر منخفض نسبيا، فقد أصبح المنتج السائد الحالي. كسب السطوع هو 20.000-35.000 مرة، وحساسية الكاثود الضوئي هي 500+ مللي أمبير/lm، والدقة المركزية هي 45-54 lp/mm، والحد الأدنى لنسبة الإشارة إلى الضوضاء هو 18 (SNR 21 النموذجي)، و وقت العمل هو 10000 ساعة (نموذجي MTTF 10000 ساعة).
تقنية HyperGen لتكثيف الصور:
يعتمد أنبوب الإضاءة المنخفضة HyperGen™ (SHD-3/XD-4/XR-5) تقريبًا نفس التقنية التي يستخدمها هيكل الأنبوب شبه اللاصق من الجيل الثالث، وتتمثل الميزة التقنية الرئيسية في تقديم أنابيب متعددة عالية الحساسية. الكاثود الضوئي القلوي في الجيل الثاني، تتراوح جودة التصوير بجودة SHD-3™ بشكل عام بين Gen3 III وGen 3 IV، وتكون جودة XD-4™ عمومًا بين Gen3 IV وGen 3 VI، وجودة XR-5™ مكافئة. Gen 4 (الجيل الرابع له حضور أكاديمي كبير مثير للجدل وليس مؤكد). حساسية الكاثود الضوئي 600+ مللي أمبير/lm عند 2850 كيلو، الدقة المركزية 55-82 lp/mm، نسبة الإشارة إلى الضوضاء النموذجية SNR 20-28 عند 108 ميكرولتر، وقت العمل 10000-15000 ساعة (MTTF النموذجية 15000 ساعة).
الجيل الثالث:
في الآونة الأخيرة، قام مصممو أنابيب الضوء الصغيرة بإزالة فيلم حاجز الأيونات من MCP للحصول على أنبوب ضوء صغير خالٍ من الأفلام، وأضافوا مصدر طاقة تبديل الباب التلقائي للتحكم في سرعة تبديل جهد الكاثود الضوئي، وتحسين الهالة المنخفضة تساعد تقنية التصوير على تحسين الأداء البصري تحت الضوء الساطع. في عام 1998، نجحت شركة Litton لأول مرة في تطوير أنبوب تصوير MCP خالي من الأفلام، مما أدى إلى تحسين كبير في مسافة اكتشاف الهدف ودقة وضوحه، خاصة في ظل ظروف الإضاءة المنخفضة للغاية. تشتمل تقنياتها الرئيسية على MCP الجديد عالي الأداء بدون أفلام، وإمدادات الطاقة النبضية الأوتوماتيكية، وتكنولوجيا التصوير الخالية من الهالة المستخدمة بين الكاثود الضوئي وMCP. على الرغم من أن تقنية أنبوب الضوء الصغير من الجيل BCG-MCPIV الخالية من الأفلام قد بدأت للتو، إلا أن أدائها الجيد يجعل من المحتم أن تصبح رائدة جديدة في مجال تكنولوجيا تكثيف الصورة في الإضاءة المنخفضة في هذا القرن.
اذهب إلى الأعلى
Gen 2+/3 الرؤية الليلية
التصوير الحراري غير المبرد
التصوير الحراري المبرد
جهاز تحديد المدى بالليزر