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红外夜视仪的工作原理是什么?

发布时间 2022-03-22

在自然界中,存在从红外辐射到可见光再到紫外辐射的连续光谱。人类只能看到该光谱的一小部分,即可见光。这种可见光是人眼可见的电磁辐射。

红外夜视仪可以让人们在弱光或无光条件下看东西。有几种不同类型的夜视仪,但它们的工作方式基本相同。

夜视设备使用图像增强器来放大在弱光或无光条件下可用的少量可见光。然后将该放大的信号转换为可由计算机或其他电子设备处理的电信号。

我们如何在黑暗中看到?

人眼是一个复杂的器官,可以让我们在各种光照条件下看到东西。眼睛包含几个不同的部分,它们共同作用使我们能够看到。眼睛在黑暗中看东西最重要的部分是视网膜。

视网膜是排列在眼睛后部的一层薄薄的组织。视网膜包含数百万个称为视杆细胞和视锥细胞的微小细胞。这些细胞将进入眼睛的光转化为大脑可以处理的电信号。

图像增强器

图像增强器

图像增强器是一种放大在弱光或无光条件下可用的少量可见光的设备。然后将该放大的信号转换为可由计算机或其他电子设备处理的电信号。

有两种主要类型的图像增强器:基于管的和固态的。基于管的图像增强器使用充满气体的玻璃管来放大光信号。固态图像增强器使用特殊的半导体材料来放大光信号。

图像增强器如何工作? 

图像增强器由三个基本部分组成:输入窗口、显像管和输出窗口。输入窗口是一个位于图像增强器前面的小窗口。显像管是一个充满气体的玻璃管,可放大光信号。输出窗口是位于图像增强器后面的一个小窗口。

当光线进入图像增强器时,它会通过输入窗口并撞击显像管。显像管放大光信号并将其发送到输出窗口。然后输出窗口将放大的信号发送到计算机或其他电子设备。

电子倍增CCD (EMCCD) 

电子倍增CCD (EMCCD)

EMCCD(电子倍增 CCD)是一种图像传感器,用于夜视和其他需要低光灵敏度的应用。它与标准CCD的不同之处在于,它包含一个倍增级,可以放大每个光子产生的电子数量,从而实现更高的灵敏度。这使其成为到达传感器的光子数量非常少的弱光应用的理想选择。

EMCCD 是如何工作的?

EMCCD 相机基于与图像增强器截然不同的技术。在图像增强器中,电子撞击荧光屏,使其发光并产生图像。

在 EMCCD 中,电子通过非常薄的硅层而倍增。该层非常薄,以至于任何时候只有极少数的电子能够通过它。然而,由于该层非常薄,这些电子可以通过多次穿过该层而倍增。这个乘法过程就是创建图像的过程。

夜视仪

夜视仪

夜视仪是一种放大用户可用的光量以便在黑暗中看到的设备。这是通过使用图像增强管来完成的。

图像增强管放大用户可用的光量,然后将光投射到护目镜的屏幕上。这允许用户在黑暗中看到。

夜视仪是如何工作的? 

夜视仪通过放大已经存在的光来工作。这可以通过几种方式完成。最常见的方法是使用图像增强器。这需要存在的少量光并使其更亮。这使您的眼睛更容易在黑暗中看到。

夜视仪可以工作的另一种方式是使用热成像。这会将物体中存在的热量转化为肉眼可以看到的图像。这对于在黑暗中看到通常不可见的事物很有用。

为什么通过夜视仪看起来一切都是绿色的?

人眼不太擅长在黑暗中看东西,所以为了帮助我们在黑暗中看东西,夜视仪使用了一个特殊的透镜来放大可用光。该镜头采用少量可用的光并将其转换为我们可以看到的图像。创建的图像不是真实的图像,而是我们的大脑创建的图像,以帮助我们在黑暗中看到。

夜视仪创建此图像的方法之一是使用一种特殊的过滤器,该过滤器只允许某些颜色的光通过它。这种滤光片通常是绿色的,因为我们的眼睛对绿光比任何其他颜色的光都更敏感。这意味着当我们通过夜视仪观看图像时,一切都看起来是绿色的。

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