現代化的夜視技術,是建立在光增強和熱輻射轉換成可見光這兩種不同的物理學原理上的。
一、微光夜視儀
夜視儀由三部分組成:一是對光線極為敏感的光電陰極,能夠將弱光照中物體反射出的弱光線加以接收,然后轉變為電信號;二是增強器,電信號在高真空、高電壓的條件下被放大;三是熒光屏,在此電信號轉變為清晰的圖像。
光增強器是將微弱的自然光照射在物體或人身上反射出來的光進行放大,供人觀察。這種儀器中的增強器,微光夜視儀堪稱代表。比如觀察星光的夜視儀的第一代增強器,可將光量通過增強器放大7萬倍。第三代光增強器,能使物體光照度增到100萬倍,就是在百萬分之幾個勒克斯的光照度的條件下,用新一代的光增強器組裝的微光夜視儀,仍能獲得幾千個勒克斯單位的光照度的圖像。但微光夜視儀容易受天氣影響,尤其是在煙、霧、漆黑環境中無法發揮作用。
利用紅外線作為光源的夜視儀,能在漆黑的密林中看清100米之外的人;如果有微弱的月光,那么連200米之外的汽車牌照的數字也能看清。不過,這種夜視儀也有缺點,由于它本身發出紅外光,因此容易被敵方的夜視儀探測到,所以隱蔽性能差。
二、熱成像技術
由于上述兩種夜視儀與生俱來的缺陷,科學家又研制出基于熱成像原理的夜視裝備。
熱成像技術,也叫被動紅外夜視技術,也就是將熱輻射轉換成可見光的技術。
利用熱成像原理制成的夜視儀,不但不會像紅外夜視儀那樣因發射紅外線而暴露目標,易被敵方發現或干擾之外,而且還比紅外夜視儀或微光夜視儀夜視效果更好,具有夜視距離遠、清晰度高的特點。
眾所周知,任何物體只要高于絕對溫度一273.15℃,就會有紅外輻射,熱成像夜視儀就是靠接收目標本身所輻射的紅外光束工作的。即使在漆黑環境下或是受強光影響,這種夜視儀也能實現“全天候”觀察。
三、夜視儀的應用
夜視儀被廣泛運用于軍事。在晴朗的白天,人眼只能看清幾公里的景物。在水下,即使海水清澈,視距也不足百米,而在1700米以下的深水里,則是一片漆黑的世界。因此,在潛艇里裝上夜視儀,就可以大大提高其在深水里的工作能力。在國防前線,為監視邊境情況,夜里僅靠哨兵的眼力是不夠的。如果在國境分段安裝夜視儀進行監控,既可以節省人員,又能提高工作效率。
現代化的戰爭,要求兵器專家對武器和軍事裝備夜戰性能的提高進行研究。利用紅外線作為光源的夜視儀,被稱為“主動式夜視技術”,它可使裝運導彈的軍車在夜幕的掩護下,悄悄到達目的地;給步槍裝上紅外瞄準器,可以大大提高命中率。以熱成像夜視裝備做瞄準器,士兵們將不再被炮口的火焰、爆炸的煙塵和戰場的閃光所迷惑,而且還擁有具備特殊的辨別能力——通過探測溫差,發現隱蔽在樹木草叢深處60米遠處的敵人或武器裝備,甚至是埋設的地雷。
利用微弱自然光通過增強器看清目標的儀器,被稱為“被動式夜視儀技術”,它不僅可以作為直視式夜視觀察儀、夜間駕駛儀和夜間瞄準器,另外還可以通過監視器作為間接觀察儀器,即“微光電視”,搭載于飛機或炮彈上,將前線的景物圖像及聲音傳回200公里范圍內的己方指揮部。