微光夜视技术.ppt

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。 微光夜视技术的发展以1936年P.G?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。 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 与MCP技术的成像器件（薄片管），把微光夜视仪 推进到第三代，工作波段也向长波延伸。 60年代研制出的电子轰击硅靶(EBS)摄像管和 二次电子电导(SEC)摄像管与像增强器耦合产生 第一代微光摄像管。 80年代以来，由于电荷耦合器件(CCD)的发展， 不断涌现新的微光摄像器件。像增强器通过光纤 面板与CCD耦合，做成了固态自扫描微光摄像 组件，和以它为核心的新型微光电视。 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0.3~3?m 可见光区0.38 ~ 0.76?m更为突出 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 地球 辐射有两部分: 反射的太阳辐射， 峰值在 0.5?m 附近;自身的辐射, 峰值约波长为 10?m。夜间以 后者为主。 显然，地球自身的辐射大部分在8?14?m的远红 外，正好是大气的第三个窗口。 星球 贡献较小，照度为2.2?10-4 lx，约为无月夜空光 量的1/4。 大气辉光 大气辉光产生于地球上空约70?100km高度的大 气层中，是夜天辐射的重要组成部分，约占无 月夜天光的40%。 阳光中的紫外辐射在高层大气中激发原子，并 与分子发生低频率的碰撞，是产生大气辉光的 主要原因。表现为原子钠、原子氢、分子氧、 氢氧根离子等成分的发射。 其中波长为 0.75~2.5?m 的红外辐射 则主要来自 氢氧根离子 的气辉，它 比其它已知 的气辉发射 约强1000倍。 2、黑天辐射的特点 特点： ? 夜天辐射除可见光外，还包含丰富的近 红外辐射。且无月星空天近红外辐射为 主要成分。故伟光也是技术必须充分考 虑这一点，有效利用波长延伸至1.3?m 的近红外辐射。 ? 有月和无月夜天辐射的光谱分布相差较 大，满月月光的强度比星光高出约 100倍。 无月时各辐射的比例为： 星光及其散射光 30% 大气辉光 40% 黄道光 15% 银河光 5% 后三项的散射光 10% 3、夜天辐射产生的景物亮度 三、微光夜视仪概论 以像增强器为核心部件的微光夜视器材称 之为微光夜视仪。它使人类能在极低照度 (10-5 lx)条件下有效地获取景物图像的信 息。 1、组成与原理 主要部件：强光力