微光夜视的技术共97页
第八章夜视技术PPT课件
第一个特征
理想物体单位面积热辐射功率W与其 绝对温度T的四次方成正比。
W T4
第二个特征
热辐射峰值波长λm（微米）与绝对温 度T（K）之积为一不变常数。
m T 2896
第三个特征
实际物体热辐射功率通常都低于理想物 体的热辐射。
W ' W T 4
其中ε是发射率。发射率表示的是目标 的实际辐射量与理想物体辐射量间的比值 ，理想物体的辐射率是1，其他物体的辐射 率都小于1。
红外夜视技术：包括红外像转换技术、红外 热成像技术、红外照相技术等，红外夜视技术已 发展成为红外应用技术领域的一个重要分支。
微光夜视技术：包括微光像增强技术、微光 电视技术、微光照相技术，可视为应用光学领域 的一个新发展。
一、夜视器材及其分类
夜视器材是指在夜间低照度情况下， 通过对月光、夜天光图像放大，或对红外 光图像放大并转化，从而扩展人眼在夜间 低照度下观察能力的技术器材。
观察的最低阈值，人眼不能感知，也不能 进行观察。
4.非可见光。在无月无星的夜晚，夜天 光几乎衰减到10-4勒克斯以下，相当于晴天 正午阳光垂直照射下光照的10-9倍，人眼几 乎无法再通过暗适应进行观察，所以，也 就几乎是看不清任何东西了。然而，这时 的自然界却存在着大量的红外热辐射。只 是这样的红外线，我们人眼无法看到。如 果设法使非可见光转化为可见光，就可进 行有效的观察了。因此，将非可见光转化 为可见光，就是实现夜间低照度下隐蔽侦 察的一种最先想到的，也是最有效的办法 。
主动红外夜视仪由红外探照灯和红外探测器组成。 红外探照灯好比是手电筒，它用于发射人眼不可见的 波长范围为0.9~1.2微米的近红外光，照射被观察的 景物。红外探测器就是把被照景物的反射光所形成的 红外图像转变成人眼可视图像。
夜视技术
炮微光瞄准 处有山 识别 600 600 600
国 镜（一代）
分清 400 400 400
美 炮用微光 星月皆无， 发现 1000 1000 267
瞄准镜 阴夜、乌 识别 400 400 230
国 （二代） 云，枯草 分清 267 267 150
中 远距离微 地上，远 发现 1100 1100 900
（二）微通道板式微光夜视仪（第二代微光夜视仪） 1、组成：（1）微光光学系统；（2）装有微通道板的 像增强器（实现光-电-光转换）；（3）电源。
微通道板式微光夜视 仪结构示意图
微通道板电子倍增原理示意图
2、工作原理 3、优缺点（与第一代相比）：
优点——小而轻，有自动亮度控制功能。 缺点——作用距离较近，多在千米以下。
光观察仪 处有山。 识别 900 900 500
感光； 辨色； 强光下起作用。 （2）视杆细胞的作用： 感光； 不能辨色； 弱光下起作用。
人眼的夜间观察——“暗适应”。
（三）红外线的特性
1、物体温度高 于-273℃（即 0˚K），都会不断 辐射红外线。红 外辐射的波长和 频率，取决于发 射源的温度。
右为物体热辐 射光谱示意图
常见目标的最大辐射波长
目 标 类 型 目标温度（˚K） λmax (ｍ) 备注
一般地温目标
300
97
人
员
310
934
喷气飞机蒙皮
420
689
M=2
一般飞机尾焰
800
36
电灯钨丝
2800
1
导弹尾焰
4800
06
λmax
2896
=
T(0 K)
2、红外反射特性
一种波长的红外 线照射不同目标， 有不同的反射率 （图中红色直线）。
第三、四讲 微光夜视技术与薄膜技术
GaAs光电阴极
根据Spicer光电发射的三阶段模型，50
年代末光电阴极理论已建立在半导体概 念的基础之上。60年代中期，这一逐步 成熟的领域又取得了突破性进展，对半 导体光电发射的进一步研究导致了负电 子亲和势（NEA）光电阴极的诞生。制 备NEA光电阴极是用铯（Cs）、氧（O） 对P型Ⅲ-Ⅴ族单晶化合物进行表面激活， 使表面具有负的电子亲和势。
NEA光电阴极的激活是将原子清洁的GaAs表 面与Cs、O作用形成很低的表面逸出功。非常 少量的其它物质污染都会妨碍NEA的建立，因 此10-8Pa以上的超高真空度就成了NEA光电阴 极激活的首要条件。 腐蚀过的GaAs单晶片首先进行化学清洗，然 后通过阴极传递装置将基片送入真空系统进行 高温热清洗，热清洗的温度一般在500~650℃， 热清洗的作用是将表面的自然氧化物、残余气 体、有机物及来自真空系统各构件表面的气体 分子等污染去除。
典型应用系统结构
世界各国的发展概况
美国国防部 需求牵引，微光夜视发展规划、计划 （例Omnibus三代微光计划）
美陆军实验室
斯坦福、亚里桑拉、佛吉尼亚等大学
国家级实验室：微光新原理、新技术前瞻性、基础性和演示验证
ITT公司/EO
Litton 公司EO
Intervac 公司
微光器件和整机承包商，通过投标竞标承揽合同，提供装备
GaAs光电阴极的制备 激活过程实际就是将NEA光电阴极表面
的电子亲和势降到负电子亲和势状态的 过程。 通常将外延生长的单晶片进行腐蚀，露 出光电发射层，经化学清洗后送进超高 真空室进行激活。 激活过程一般包括超高真空的获得，表 面清洗与分析，最后用铯氧处理。
GaAs光电阴极的制备
GaAs光电阴极
微光夜视技术的发展及评价
作者简介:1)张振中,男,1980年12出生,2003年毕业于武警工程学院,教员,710086,陕西省西安市未央区三桥武警工程学院军械运输系警用装备教研室收稿日期:2007-01-29●百业科技微光夜视技术的发展及评价张振中1) 李其祥2)(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)03-0110-031 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.G orlich 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。
微光夜视仪介绍(含样品)
微光夜视仪是在夜间或极低照度下，将微弱的光线通过大相对孔径的光学镜头和高增益的微光像增强器转变成人眼可清晰观察的图像，从而实现夜间观察的一种军民两用高科技仪器。
像增强器是微光夜视仪的核心器件，超二代（２＋）、三代像增强器是目前国际上夜视技术领域的最新成果。
与红外热像仪等其他夜视设备相比，微光夜视仪具有体积小、重量轻、可靠性高、成本低等优点，是目前各国军民两用夜视设备中应用最多最普遍的品种。
微光夜视产品品种繁多，目前国际上一般按用途分为观察仪、瞄准具、驾驶仪、夜视眼镜、微光电视等几大类。
在军事领域和民间的夜间侦察、识别、跟踪等方面有着广泛的应用。
微光夜视技术是二战后兴起的高新技术，其关键器件微光像增强器一直被发达国家作为核心机密封锁。
受条件限制，我国微光夜视产品自主研发起步较晚，进展缓慢，直到上世纪８０年代，原五机部云南光学仪器厂（中国兵器工业集团云南北方光电仪器有限公司）引进的中国第一条微光像增强器生产线建设成功，我国微光夜视事业发展才真正拉开帷幕。
经过近２０年的迅猛发展，微光像增强器从一代、二代发展到超二代，微光夜视器材也实现了系列化、通用化。
中国兵器工业集团云南北方光电仪器公司研制生产的ＷＹＪ二代微光眼镜就是其中一颗璀璨的明珠。
ＷＹＪ二代微光眼镜方案先进、设计成熟，主要用作夜间观察、夜间驾驶、夜间维修和在自带红外光源辅助下进行阅读；与红外瞄准指示器配合，用作单兵轻武器夜间射击瞄准。
产品由观察镜主体、面罩和外接电池盒组成，观察镜主体是主要工作部分，面罩用于观察镜主体与人体面部的固定，外接电池盒用作备用电源。
观察镜主体由目镜组、辅助光源、开关手轮、物镜组、物镜护盖、像增强器和电池盒组成。
该产品既吸收了国外同类产品的优点，又结合我国具体情况进行了大胆的改进，采用了很多先进的设计思路和成熟经验，具有结构紧凑、布局合理、体积小、重量轻、维修性好、环境适应性强，具备较好的抗强光能力等特点。
由于只用了一个物镜和一个像增强器，较大地降低了全寿命成本。
微光夜视的原理和应用
微光夜视的原理和应用1. 原理介绍微光夜视技术是一种可以在极暗环境下获取图像并增强亮度的技术。
它基于光电转换原理，通过将微弱的光信号转换成可见的图像，以实现夜间观察。
1.1 光电转换原理光电转换原理是微光夜视技术的基础。
光电转换器件（如光电二极管或光电倍增管）能够将入射的光子转换成电子信号，然后经过放大和处理，形成可见的图像。
这种技术的原理是利用光的能量将光子产生的电子能量转换成图像，从而实现夜间观察。
1.2 光增强原理微光夜视技术还依赖于光增强原理。
光增强器是微光夜视设备的核心部件，它能够将微弱的光信号放大数千倍，从而使原本难以察觉的光线变得清晰可见。
光增强原理通过多次放大光的能量，从而让人眼能够观察到本来较为微弱的光线。
2. 应用领域微光夜视技术在各个领域都有着广泛的应用，以下是一些典型的应用领域。
2.1 安全防护微光夜视技术在安全防护领域起到了重要的作用。
例如，安防摄像头和监控系统经常使用微光夜视技术，能够实时获取夜间的图像并进行处理，提供给安全人员使用。
此外，微光夜视设备还可以用于夜间巡逻、边境防卫等领域，为保障国家和地区的安全作出贡献。
2.2 军事应用微光夜视技术在军事应用中得到了广泛的应用。
例如，在夜间作战中，士兵可以使用微光夜视设备观察敌方动向，提高作战效率和安全性。
此外，微光夜视技术还可以应用于侦察、监视、目标锁定等军事操作，为军队提供准确的信息和战场优势。
2.3 野生动物观察微光夜视技术在野生动物观察领域也有广泛的应用。
通过微光夜视设备，观察者可以更清晰地观察夜间活动的动物，获取它们的行为习性和习惯。
这对于野生动物保护以及生态研究具有重要的意义，帮助科学家更好地了解动物的生态环境和习性。
2.4 搜索与救援微光夜视技术在搜索与救援领域有着重要的应用。
在夜间或黑暗环境下，人们可以使用微光夜视设备来搜索和救援受困或失踪的人员。
微光夜视技术能够帮助搜救人员更快、更准确地找到目标，提高搜索和救援行动的效率和成功率。
微光夜视的技术
微光夜视技术的发展以1936年P.Gö rlich发明 锑铯(Sb-Cs)光电阴极为标志。A.H.Sommer1955 年发明了锑钾钠铯(Sb-K-Na-Cs)多碱光电阴极 (S-20)，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。 62年美国研制出这种三级及联式像增强器，并 以次为核心部件制成第一代微光夜视仪，即所 谓的“星光镜”—AN/PVS-2,并用于越战。
微光夜视仪技术
夜视仪效果图
一、简介
微光夜视技术致力于探索夜间和其它低光照度 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、 空间和频域的有效扩展。 在军事上，微光夜视技术已实用于夜间侦查、 瞄准、车辆驾驶、光电火控和其它战场作业， 并可与红、激光、雷达等技术结合，组成完 整的光电侦查、测量和警告系统。
在制成透射式光电阴极时，其厚度约为 0.1m,
表面吸附着单原子铯层。实验表明，光电阴极 (Na2KSb)Cs中的铯含量高于单原子铯层的需要 量，这表明铯的作用不仅局限于表面效应，而 且有体效应特征。铯的引入使晶格常数由原来 Na2KSb的7.7270.003Å变为(Na2KSb)Cs的 7.7450.004Å。有利于在晶格中引入更多的锑， 使p型参杂浓度增加，导致表面能带进一步下弯， 降低电子亲和势。由光电发射的长波阈可推算 出电子亲和势约为0.55eV.
以光纤面板之间的光学接触直接耦合传像， 可提高传递图像的导光效率；提供了采用 准球对称电子光学系统的可能性，有利于 改善像质。若采用锥形光纤面板，则可改 变传像的倍率（放大或缩小）；采用扭像 光纤面板可实现转像。 多碱光电阴极： 化学组分：(Na2KSb)Cs 主体： Na2KSb Na和K的比例为2:1,含少量的铯，多晶薄 膜。
微光夜视技术PPT课件
二、黑天辐射基础
黑天辐射来自于太阳、地球、月亮、星球、 云层、大气等自然辐射源。 1、自然辐射 太阳 直径：1391200公里 辐射类似于色温为5900K的黑体辐射 辐射之地表的光波范围0.3~3m 可见光区0.38 ~ 0.76m更为突出
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8பைடு நூலகம்
月亮
辐射有两部分:反射太阳的辐射;自身辐射. 月亮自身辐射与色温为400K的黑体辐射相似
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62年出现了微通道电子倍增器，70年研制出 了实用电子倍增器件MCP-微通道板像增强器， 并在此基础上研制了第二代微光夜视仪。 70年代发展起来的高灵敏度摄像管与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。82年英军在马岛战争中使用，取 得了预期的夜战效果。 65年J.Van Laar 和J.J.Scheer制成了世界上第 一个砷化镓(GaAs)光电阴极。79年美国ITT 公司研制出利用GaAs负电子亲和势光电阴极
目镜和电源。 从原理上看，微光夜视仪是带有像增强 器的特殊望远镜。
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微弱自然光由目标表面反射进入夜视仪； 在强光力物镜作用下聚焦于像增强器的光 阴极面（与物镜后焦面重合），即发出电 子；光电子在像增强器内部电子光学系统 的作用下被加速、聚焦、成像，以及高速 度轰击像增强器的荧光屏，激发出足够强 的可见光，从而把一个被微弱自然光照明 的远方目标变成适于人眼观察的可见光图 像，经目镜的进一步放大，实现有效地目 视观察。
微光夜视仪技术
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夜视仪效果图
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一、简介
微光夜视技术致力于探索夜间和其它低光照度 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、 空间和频域的有效扩展。 在军事上，微光夜视技术已实用于夜间侦查、 瞄准、车辆驾驶、光电火控和其它战场作业， 并可与红外、激光、雷达等技术结合，组成完 整的光电侦查、测量和警告系统。
04-04-安防工程-视频监控-摄像机-微光夜视摄像机-
第二章 前端设备
第三节 摄像机 微光夜视摄像机 解决这个问题的基本思路是： 1. 使用大口径的望远镜，尽可能多的得到光能量； 2. 象电子学那样，设法对微弱的光图像进行放大； 3. 用红外线探照灯或红外照明弹对景物进行照明； 4. 利用景物在红外波段的辐射能量实现热成像。用不同的技术解决这个问题，就形成了不同的夜 视方法。
是10,000/100=100:1。这个对比人眼能很容易地看到，因为人眼能处理1000:1的对比度，然而传统的 闭路监控摄像机处理它会有很大的问题，传统摄像机只有3:1的对比性能，它只能选择使用1/60秒的 电子快门来取得室内目标的正确曝光，但是室外的影像会被清除掉（全白）；或者换种方法摄像机选 择1/6000秒取得室外影像完美的曝光，但是室内的影像会被清除（全黑）。这是一个自从摄像机被发 明以来就一直长期存在的缺陷。
第二章 前端设备
第三节 摄像机 微光夜视摄像机 微光夜视技术的发展趋势 微光夜视器件的研究方向是致力于提高已有的几代产品的性能，降低成本，扩大装备；进一 步延伸新一代产品的红外响应和提高器件的灵敏度。
第二章 前端设备
第三节 摄像机 微光夜视摄像机 超二代微光夜视技术 超二代微光管采用与第三代微光近贴管结构大体相同的技术，主要技术特点是将高灵敏度的多碱 光电阴极引入到第二代微光管中，并借用第三代微光MCP、管结构、集成电源以及结晶学、半导体本 体特性等机理和工艺研究成果，其成像质量大幅度提高，由于工艺相对简单，价格相对较低，因而成 为目前的主流产品。 第四代徽光夜视技术 近来，微光管的设计者从MCP中去除离子壁垒膜以得到无膜的微光管，同时增加1个自动门开关电 源，以控制光电阴极电压的开关速度，并且改进了低晕成像技术，有助于增强在强光下的视觉性能。 1998年Litton公司首先研制成功无膜MCP的成像管，在目标探测距离和分辨力上有很大的提高，尤其 是在极低照度条件下。其关键技术涉及到新型高性能无膜MCP、光电阴极与MCP间采用的自动脉冲门控 电源及无晕成像技术等。这种无膜的BCG-MCPIV代微光管技术虽然刚刚起步，但良好的性能使其必然 成为本世纪微光像增强技术领域的新热点。
微光夜视仪原理
微光夜视仪原理
微光夜视仪是一种通过增强微弱光线以实现夜间目标观察的光电器件。
它的工作原理主要基于光电倍增管的放大效应。
微光夜视仪首先通过前置光学系统收集微弱光线，并将其转化为光电信号。
前置光学系统通常由目镜、透镜、滤光片等组成，主要用于调节光线的聚焦和过滤，以提高观察的清晰度和对比度。
转换后的光电信号进入光电倍增管。
光电倍增管的核心是一个真空密封的玻璃管，内部涂有一层光电阴极。
当光电信号击中光电阴极时，它会释放出一些电子，形成初级电子图像。
这些电子会被放大，并通过热发射、二次电子发射等过程，逐级放大成为一个可见的光强图像。
放大后的光强信号进入显像系统。
显像系统一般由像增强管或微光摄像头组成。
像增强管是一种能够将光强信号转化为光子图像的真空管，它通过电子轰击荧光屏的方式，将光强图像转化为可见的图像。
而微光摄像头则是利用光电传感器将光强图像转化为电子信号，并通过信号放大和数字处理等步骤，将图像显示在屏幕上。
综上所述，微光夜视仪的原理主要是通过前置光学系统收集和转换微弱光线，利用光电倍增管进行光信号放大，最终通过显像系统将放大后的光强图像转化为可见图像。
这样，即使在光线非常微弱的夜晚，人眼也能够清晰地观察到目标。
微光夜视仪原理
微光夜视仪原理文章简介微光夜视仪利用夜间目标反射的低亮度的夜天光星月光大气辉光等自然光，将其增强放大到几十万倍，从而达到适于肉眼夜间进行侦察、观察、瞄准、车辆驾驶和其它战场作业。
文章详细内容微光夜视仪原理微光夜视仪利用夜间目标反射的低亮度的夜天光星月光大气辉光等自然光，将其增强放大到几十万倍，从而达到适于肉眼夜间进行侦察、观察、瞄准、车辆驾驶和其它战场作业。
微光夜视仪是根据光电效应的物理学原理制作而成的。
光子进入夜视仪后打在金属板上，产生光电子。
这些电子又通过一个安放在光屏前的薄盘片，盘片上有数百万个微通道（即数百万个像素），电子进入微通道后实现电子倍增，最后投射到荧光屏上成像。
因微光夜视仪是利用夜天光进行工作，属被动方式工作，因此能较好的隐藏自己，对从事特殊工作的部门，如军事、刑侦、辑毒、辑私、夜晚监控、保卫的应用等、它都是最合适的。
一、微光夜视仪的发展趋势现已发展了三代、第一代为三级级联式微光夜视仪（由3个0代光电管串联组成）。
第二代为微通道板式微光夜视仪，第三代为|||-V族负电子亲和势光电阴极像增强器微光夜视仪。
在第二代向第三代过度时发展了一种超二代的光电管称二代加，其技术性能仅次于三代产品。
微光夜视仪如细分类那么就是0代、1代、2代、2代加、3代、共五个档次。
微光夜视仪发展到今天，技术上已比较成熟且成像质量好，造价低、因此在今后相当一段时期里，它们仍然是世界夜视装备一主要装备。
二代加和三代产品具有体积小，重量轻、图像清晰、功能全、实用等特点。
是军队、公安、武警、海关、石油行业、新闻采访、旅游、水产养殖、大自然爱好者、及其它行业夜晚工作不可缺少的装备。
但是由于其核心部件微光像增强器属高科技产品，工艺特别复杂、成本高、价格相对较高。
但从性能价格比看，还是相当好的。
二、微光夜视仪的主要参数指标夜视仪指标其实都不是很重要，特别是厂家标称的最远观测距离，一般都误差很大，没有任何的参考价值。
指标部分也就看看倍率和口很径。