夜(ye)(ye)間(jian)可見光很微弱(ruo)，但(dan)人眼看不(bu)見的(de)(de)紅(hong)外(wai)(wai)(wai)線卻很豐富。紅(hong)外(wai)(wai)(wai)夜(ye)(ye)視(shi)儀可以幫助人們在(zai)夜(ye)(ye)間(jian)進行觀察、搜(sou)索(suo)、瞄準和駕駛車(che)輛。盡管(guan)人們很早就(jiu)發現(xian)了紅(hong)外(wai)(wai)(wai)線，但(dan)受(shou)到紅(hong)外(wai)(wai)(wai)元(yuan)器件的(de)(de)限制，紅(hong)外(wai)(wai)(wai)遙(yao)感(gan)技術發展很緩(huan)慢。直到1940年德(de)國(guo)研制出硫化鉛和幾(ji)種紅(hong)外(wai)(wai)(wai)透射材料后(hou)，才使紅(hong)外(wai)(wai)(wai)遙(yao)感(gan)儀器的(de)(de)誕生成為(wei)可能。此后(hou)德(de)國(guo)首先研制出主動(dong)式紅(hong)外(wai)(wai)(wai)夜(ye)(ye)視(shi)儀等幾(ji)種紅(hong)外(wai)(wai)(wai)探測(ce)儀器，在(zai)一(yi)次(ci)與英(ying)軍(jun)坦(tan)克(ke)縱隊的(de)(de)遭遇戰中，裝備(bei)了紅(hong)外(wai)(wai)(wai)觀瞄裝置的(de)(de)德(de)軍(jun)豹(bao)式坦(tan)克(ke)在(zai)一(yi)舉擊毀兩輛英(ying)軍(jun)螢(ying)火蟲坦(tan)克(ke)，值得一(yi)提的(de)(de)是，此戰役中德(de)軍(jun)使用的(de)(de)是主動(dong)式紅(hong)外(wai)(wai)(wai)夜(ye)(ye)視(shi)裝置，因(yin)此作戰時還有一(yi)部貓頭鷹紅(hong)外(wai)(wai)(wai)探照燈車(che)在(zai)遠方用紅(hong)外(wai)(wai)(wai)線為(wei)豹(bao)式坦(tan)克(ke)照明。
幾乎(hu)同時(shi)，美(mei)國也在(zai)研制(zhi)(zhi)紅外夜(ye)視儀，雖然試驗成(cheng)功的(de)時(shi)間(jian)比德(de)國晚，但卻搶(qiang)先將其(qi)投(tou)入實戰(zhan)應用。1945年夏(xia)，美(mei)軍(jun)(jun)(jun)登(deng)陸(lu)進攻沖(chong)繩(sheng)島(dao)，隱藏(zang)在(zai)巖洞(dong)(dong)坑道里的(de)日(ri)軍(jun)(jun)(jun)利用復(fu)雜的(de)地形，夜(ye)晚出(chu)來(lai)偷襲美(mei)軍(jun)(jun)(jun)。于是美(mei)軍(jun)(jun)(jun)將一批剛剛制(zhi)(zhi)造出(chu)來(lai)的(de)紅外夜(ye)儀緊急運往(wang)沖(chong)繩(sheng)，把(ba)安有紅外夜(ye)視儀的(de)槍炮架在(zai)巖洞(dong)(dong)附近，當(dang)日(ri)軍(jun)(jun)(jun)趁(chen)黑(hei)夜(ye)剛爬出(chu)洞(dong)(dong)口，立(li)即被(bei)一陣準確的(de)槍炮擊(ji)倒。洞(dong)(dong)內的(de)日(ri)軍(jun)(jun)(jun)不(bu)明其(qi)因(yin)，繼續往(wang)外沖(chong)，又糊(hu)里糊(hu)涂地送了(le)命(ming)。紅外夜(ye)視儀初上(shang)戰(zhan)場，就為肅清沖(chong)繩(sheng)島(dao)上(shang)頑抗的(de)日(ri)軍(jun)(jun)(jun)發揮了(le)重(zhong)要作用。
主動式紅外(wai)夜視(shi)儀具有(you)(you)成像清晰(xi)、制作簡(jian)單等特(te)點，但它的(de)致命弱點是紅外(wai)探照燈(deng)的(de)紅外(wai)光會被敵人的(de)紅外(wai)探測裝置發現(xian)(xian)。60年代，美國首(shou)先研(yan)制出被動式的(de)熱像儀，它不發射紅外(wai)光，不易被敵發現(xian)(xian)，并具有(you)(you)透過霧(wu)、雨(yu)等進行(xing)觀察的(de)能力(li)。
1982年4月(yue)─6月(yue)，英(ying)(ying)國(guo)和(he)阿(a)根廷之間爆發馬爾(er)維(wei)納(na)斯(si)群島戰(zhan)爭。4月(yue)13日(ri)(ri)半夜(ye)，英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)攻擊(ji)承(cheng)軍(jun)(jun)(jun)(jun)據守的最大據點斯(si)坦利港。3000名英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)布設的雷區，突然出現在阿(a)軍(jun)(jun)(jun)(jun)防(fang)線前(qian)。英(ying)(ying)國(guo)的所(suo)有槍支、火炮都配備了紅外夜(ye)視(shi)儀(yi)，能(neng)夠(gou)在黑(hei)夜(ye)中清楚地發現阿(a)軍(jun)(jun)(jun)(jun)目(mu)標。而阿(a)軍(jun)(jun)(jun)(jun)卻缺(que)少夜(ye)視(shi)儀(yi)，不能(neng)發現英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)，只有被動挨(ai)打的份。在英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)火力準確(que)的打擊(ji)下，阿(a)軍(jun)(jun)(jun)(jun)支持不住，英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)趁機發起沖鋒。到黎明時(shi)，英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)已占領(ling)了阿(a)軍(jun)(jun)(jun)(jun)防(fang)線上的幾個主要(yao)制高點，阿(a)軍(jun)(jun)(jun)(jun)完全處于(yu)英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)的火力控(kong)制下。6月(yue)14日(ri)(ri)晚9時(shi)，14000名阿(a)軍(jun)(jun)(jun)(jun)不得不向英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)投降。英(ying)(ying)軍(jun)(jun)(jun)(jun)領(ling)先紅外夜(ye)視(shi)器材贏(ying)得了一場兵(bing)力懸殊的戰(zhan)斗。
1991年(nian)海(hai)灣(wan)戰爭中(zhong)，在(zai)(zai)風沙和硝(xiao)煙彌(mi)漫的(de)戰場上，由于(yu)美(mei)軍(jun)裝備(bei)了(le)先進的(de)紅外夜(ye)視器材(cai)，能夠(gou)先于(yu)伊拉克(ke)(ke)軍(jun)的(de)坦克(ke)(ke)而(er)發現對方，并開(kai)炮(pao)射擊(ji)。而(er)伊軍(jun)只是(shi)從(cong)美(mei)軍(jun)坦克(ke)(ke)開(kai)炮(pao)時(shi)的(de)炮(pao)口火光上才(cai)得知(zhi)大敵在(zai)(zai)前。由此可以(yi)看出紅外夜(ye)視器材(cai)在(zai)(zai)現代戰爭中(zhong)的(de)重要作用。
想要(yao)理解(jie)夜視儀的(de)(de)原理，就(jiu)必須(xu)對光的(de)(de)原理有(you)所了解(jie)。光波(bo)的(de)(de)能量大(da)小與其波(bo)長有(you)關：波(bo)長越短，能量越高。在可見(jian)光中，紫(zi)光的(de)(de)能量最(zui)高，而紅(hong)光的(de)(de)能量最(zui)低。與可見(jian)光光譜(pu)相鄰的(de)(de)是(shi)紅(hong)外(wai)線(xian)光譜(pu)。紅(hong)外(wai)線(xian)分為(wei)三類：
近(jin)(jin)紅外(wai)線(xian)（近(jin)(jin)IR）——近(jin)(jin)紅外(wai)線(xian)與可見(jian)光相鄰，其波長范圍是(shi)0.7-1.3微米(mi)（1微米(mi)等于百萬分之(zhi)一米(mi)）。
中紅外(wai)(wai)線(xian)（中IR）——中紅外(wai)(wai)線(xian)的波長范圍是1.3-3微(wei)米。近(jin)紅外(wai)(wai)線(xian)和中紅外(wai)(wai)線(xian)應用(yong)到(dao)各種電子設備中，例如遙控器。
熱紅(hong)(hong)外線(xian)（熱IR）——熱紅(hong)(hong)外線(xian)占據了紅(hong)(hong)外線(xian)光譜中(zhong)最大的一(yi)部分，其波長范圍是3-30微米。
熱(re)紅外(wai)線(xian)與其他兩種紅外(wai)線(xian)的(de)主要(yao)區別是，熱(re)紅外(wai)線(xian)是由物體發射(she)出來(lai)(lai)的(de)，而不是從物體上反射(she)出來(lai)(lai)的(de)。物體之所(suo)以能夠發射(she)紅外(wai)線(xian)，是因(yin)為其原(yuan)子發生了某種變(bian)化(hua)。
原(yuan)(yuan)子是(shi)永(yong)恒運動的。它(ta)們(men)(men)(men)不(bu)停地振動、移動和旋轉。即便是(shi)構(gou)成我們(men)(men)(men)座椅的原(yuan)(yuan)子也是(shi)不(bu)斷運動著的。原(yuan)(yuan)子有幾(ji)種(zhong)不(bu)同的激(ji)發(fa)狀態(tai)。換言之，它(ta)們(men)(men)(men)具有不(bu)同的能(neng)(neng)(neng)量(liang)。如果我們(men)(men)(men)將大量(liang)的能(neng)(neng)(neng)量(liang)賦予(yu)一個原(yuan)(yuan)子，它(ta)就會擺(bai)脫基態(tai)能(neng)(neng)(neng)級而達到(dao)激(ji)發(fa)水(shui)(shui)平。激(ji)發(fa)水(shui)(shui)平取決于(yu)以熱、光或電等(deng)形式施加到(dao)原(yuan)(yuan)子上的能(neng)(neng)(neng)量(liang)的多少。
原子(zi)(zi)(zi)(zi)由(you)原子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)（包括質(zhi)子(zi)(zi)(zi)(zi)和(he)中子(zi)(zi)(zi)(zi)）和(he)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)云構成(cheng)。我們(men)可(ke)以(yi)(yi)將電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)云中的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)設想(xiang)成(cheng)在不同(tong)軌(gui)道(dao)上圍繞著原子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)運動(dong)。現在還無(wu)法觀察到(dao)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)離散軌(gui)道(dao)，但把這些軌(gui)道(dao)設想(xiang)成(cheng)原子(zi)(zi)(zi)(zi)不同(tong)的(de)能級會更容易理解。換句話說(shuo)，如果我們(men)向原子(zi)(zi)(zi)(zi)施(shi)加一定的(de)熱能，可(ke)以(yi)(yi)預見(jian)的(de)是(shi)，一些處于低能軌(gui)道(dao)的(de)電(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)(zi)會轉移到(dao)高(gao)能軌(gui)道(dao)上，即離原子(zi)(zi)(zi)(zi)核(he)更遠。
電(dian)子(zi)(zi)(zi)轉移(yi)到(dao)高(gao)能(neng)(neng)軌道后(hou)，最終仍要回到(dao)基(ji)態。在此過程中(zhong)，電(dian)子(zi)(zi)(zi)會(hui)以(yi)光子(zi)(zi)(zi)（一種光線粒子(zi)(zi)(zi)）的(de)(de)形(xing)式(shi)釋放能(neng)(neng)量(liang)(liang)。您會(hui)發(fa)(fa)(fa)現，原子(zi)(zi)(zi)不(bu)斷地以(yi)光子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)形(xing)式(shi)釋放能(neng)(neng)量(liang)(liang)。舉(ju)例來(lai)說，當烤面(mian)包爐內的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)熱器之所以(yi)會(hui)變成亮(liang)紅(hong)(hong)色，就是(shi)因(yin)為原子(zi)(zi)(zi)被熱力激發(fa)(fa)(fa)，釋放出了(le)紅(hong)(hong)色的(de)(de)光子(zi)(zi)(zi)。激發(fa)(fa)(fa)態的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)比(bi)未受激發(fa)(fa)(fa)的(de)(de)電(dian)子(zi)(zi)(zi)具有更高(gao)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)，并(bing)且(qie)正是(shi)由于電(dian)子(zi)(zi)(zi)吸收了(le)若(ruo)干能(neng)(neng)量(liang)(liang)才達到(dao)了(le)激發(fa)(fa)(fa)水平，它會(hui)將這一能(neng)(neng)量(liang)(liang)釋放出來(lai)以(yi)回歸(gui)基(ji)態。這一能(neng)(neng)量(liang)(liang)會(hui)以(yi)光子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)形(xing)式(shi)（光能(neng)(neng)）被釋放出來(lai)。發(fa)(fa)(fa)射出的(de)(de)光子(zi)(zi)(zi)具有特定的(de)(de)波長（顏色），這取決于釋出光子(zi)(zi)(zi)時電(dian)子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)能(neng)(neng)量(liang)(liang)。
任何生物(wu)(wu)都要耗(hao)費(fei)能(neng)(neng)量(liang)，很多沒(mei)有生命的物(wu)(wu)品(pin)也是如(ru)此，例如(ru)引擎(qing)和(he)火箭。能(neng)(neng)量(liang)消耗(hao)會(hui)(hui)產(chan)生熱(re)量(liang)。反過來，熱(re)能(neng)(neng)會(hui)(hui)促使物(wu)(wu)體中的原子(zi)發(fa)射出位(wei)于(yu)熱(re)紅(hong)外線光譜中的光子(zi)。物(wu)(wu)體溫(wen)度越高(gao)，釋出的紅(hong)外線光子(zi)的波長就越短(duan)。如(ru)果物(wu)(wu)體的溫(wen)度非常高(gao)，它發(fa)出的光子(zi)甚至能(neng)(neng)進入可見(jian)光光譜，從(cong)紅(hong)光開始，然后是橙光、黃光、白(bai)光，直至藍光。
1.用一種特制的(de)透(tou)鏡，能夠將視(shi)野內物體發(fa)出的(de)紅外線會聚起(qi)來。
2.紅外(wai)線探(tan)測器(qi)(qi)元上的(de)(de)相(xiang)控陣(zhen)(zhen)能夠掃描會(hui)聚的(de)(de)光線。探(tan)測器(qi)(qi)元能夠生成非(fei)常(chang)詳(xiang)細的(de)(de)溫(wen)度(du)樣(yang)式(shi)圖，稱為溫(wen)譜(pu)圖。大(da)約只(zhi)需1/30秒(miao)，探(tan)測器(qi)(qi)陣(zhen)(zhen)列(lie)就能獲取(qu)溫(wen)度(du)信息，并(bing)制(zhi)成溫(wen)譜(pu)圖。這(zhe)些信息是從探(tan)測器(qi)(qi)陣(zhen)(zhen)列(lie)視域場中數千個探(tan)測點上獲取(qu)的(de)(de)。
3.探測器元生(sheng)成的溫譜圖被(bei)轉化為電脈(mo)沖。
4.這(zhe)些脈沖被傳送到(dao)信號(hao)處(chu)理單(dan)元(yuan)——一塊集成了精密(mi)芯片的電路板(ban)，它可以將探測器元(yuan)發(fa)出的信息轉換為顯示器能夠識別的數(shu)據。
5.信號處(chu)理(li)單元(yuan)將(jiang)信息發送(song)給(gei)顯(xian)示器(qi)(qi)，從而在(zai)顯(xian)示器(qi)(qi)上呈現出各(ge)種色(se)彩，色(se)彩強度由紅外(wai)線的發射(she)強度決(jue)定(ding)。將(jiang)從探測器(qi)(qi)元(yuan)傳來(lai)(lai)的脈沖組合(he)起來(lai)(lai)，就生(sheng)成(cheng)了圖像。
多數熱成像(xiang)設備的(de)掃描速率為(wei)30次/秒。它們能檢(jian)測(ce)的(de)溫度范圍為(wei)-20℃至2000℃，能檢(jian)測(ce)出的(de)溫差約(yue)為(wei)0.2℃。
熱成(cheng)像設備一(yi)般(ban)有兩大類：
非冷卻(que)型——這(zhe)種(zhong)(zhong)熱(re)成像設備最(zui)為(wei)常見。其紅外探測器(qi)元封裝在一(yi)個單元內(nei)，可在室溫下工作(zuo)。這(zhe)種(zhong)(zhong)系統可以迅速激活，工作(zuo)時完全(quan)靜音，并且具有內(nei)置(zhi)的電池。
低(di)溫冷(leng)卻(que)(que)型——這種系統(tong)(tong)價格(ge)更高(gao)，而且操作不當很容(rong)易損毀。這種熱成(cheng)像設備(bei)將探(tan)測(ce)器(qi)元封裝在一個外包(bao)裝內，并將其冷(leng)卻(que)(que)至0℃以下。由于冷(leng)卻(que)(que)了探(tan)測(ce)器(qi)元，因此這種系統(tong)(tong)的(de)具有極高(gao)的(de)分辨率和敏感度。低(di)溫冷(leng)卻(que)(que)型系統(tong)(tong)可以“看(kan)到”300米以外0.1℃的(de)溫差，這樣(yang)該系統(tong)(tong)足以判斷出一個人(ren)手里是(shi)(shi)不是(shi)(shi)拿著(zhu)一把槍！
提到夜視儀(yi)，多數(shu)人想到的是(shi)圖像(xiang)增(zeng)(zeng)強技術。事實上，圖像(xiang)增(zeng)(zeng)強系統一(yi)(yi)般稱為夜視設(she)備（NVD）。NVD內有一(yi)(yi)種(zhong)圖像(xiang)增(zeng)(zeng)強管，可以用來(lai)采集、放大紅外線及可見(jian)光。以下是(shi)圖像(xiang)增(zeng)(zeng)強系統的工作原理：
一種稱為物鏡的(de)傳統透(tou)鏡能(neng)捕(bu)捉(zhuo)環境光線(xian)(xian)和某些近紅外線(xian)(xian)。
收集到的光線會(hui)傳送給圖像增強(qiang)管(guan)。在多數NVD中(zhong)，圖像增強(qiang)管(guan)的供電(dian)(dian)系(xi)統(tong)會(hui)從兩節(jie)N-Cell或(huo)“AA”電(dian)(dian)池中(zhong)獲取電(dian)(dian)力(li)。管(guan)道會(hui)向圖像管(guan)組件輸出約為5000伏的高壓。
圖像增強(qiang)管中有一個光電陰極，能將光子(zi)轉(zhuan)化為電子(zi)。
當電子(zi)通(tong)過管(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)時，管(guan)中的(de)原(yuan)子(zi)會釋放相似的(de)電子(zi)，其數(shu)目為原(yuan)有電子(zi)數(shu)乘以一(yi)個(ge)因數(shu)（約為幾千倍），利用管(guan)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)內的(de)微通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)板（MCP）就能(neng)完成這項工(gong)作。微通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)板是一(yi)個(ge)微型玻璃盤(pan)(pan)，內部含有數(shu)百萬個(ge)微型孔隙（微通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)），采用光纖技(ji)術制成。微通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)板處于真(zhen)空中，在(zai)盤(pan)(pan)片的(de)兩面(mian)都安裝了(le)金屬電極。每條微通(tong)道(dao)(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)長(chang)度是其寬度的(de)45倍左右，工(gong)作原(yuan)理類似于電子(zi)放大器。
當來自光(guang)(guang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)陰極的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)觸擊微(wei)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)板上第一(yi)(yi)(yi)個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極時，在兩電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極間5000伏高壓作用下電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)會(hui)加速通(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)玻(bo)璃(li)微(wei)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)通(tong)(tong)(tong)(tong)過(guo)微(wei)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)時，會(hui)導致(zhi)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)中數千個(ge)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)被釋放出來，這一(yi)(yi)(yi)過(guo)程(cheng)稱(cheng)為(wei)(wei)級聯二次發(fa)射。簡言之，原始(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)會(hui)撞(zhuang)(zhuang)擊微(wei)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)的(de)側邊，而(er)后受(shou)激發(fa)的(de)原子(zi)(zi)(zi)會(hui)釋出更多的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)。這些(xie)新電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)也會(hui)撞(zhuang)(zhuang)擊其他原子(zi)(zi)(zi)，從而(er)造成一(yi)(yi)(yi)種鏈式反(fan)應，其結(jie)果(guo)是(shi)(shi)，進入微(wei)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)屈(qu)指可數，而(er)離開微(wei)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)卻數以千計。一(yi)(yi)(yi)個(ge)有(you)趣的(de)現象是(shi)(shi)：MCP上的(de)微(wei)通(tong)(tong)(tong)(tong)道(dao)有(you)一(yi)(yi)(yi)個(ge)微(wei)小的(de)傾斜角(jiao)（約5-8°），這既是(shi)(shi)為(wei)(wei)了能(neng)引發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)(zi)(zi)碰撞(zhuang)(zhuang)，也是(shi)(shi)為(wei)(wei)了降低(di)來自輸(shu)出端磷光(guang)(guang)質層的(de)離子(zi)(zi)(zi)反(fan)饋(kui)和直接光(guang)(guang)反(fan)饋(kui)。
夜視成像圖以其詭異的綠色光澤(ze)而(er)著稱。
在圖像增(zeng)強管的(de)末(mo)端，電(dian)子(zi)會(hui)(hui)撞擊一個具(ju)有磷光(guang)(guang)質(zhi)涂層的(de)屏(ping)幕(mu)。這(zhe)(zhe)些電(dian)子(zi)會(hui)(hui)保(bao)持它(ta)們通過(guo)微通道時的(de)相(xiang)對位置，這(zhe)(zhe)會(hui)(hui)確保(bao)圖像的(de)完好，因為電(dian)子(zi)排(pai)列的(de)方式同(tong)起初光(guang)(guang)子(zi)排(pai)列的(de)方式相(xiang)同(tong)。這(zhe)(zhe)些電(dian)子(zi)帶有的(de)能量會(hui)(hui)使磷光(guang)(guang)質(zhi)達到(dao)(dao)激發狀態并(bing)釋出光(guang)(guang)子(zi)。這(zhe)(zhe)些磷光(guang)(guang)質(zhi)會(hui)(hui)在屏(ping)幕(mu)上生成綠(lv)色圖像，這(zhe)(zhe)也成了夜(ye)視儀的(de)一大特(te)色。通過(guo)另一副(fu)稱(cheng)為目(mu)鏡的(de)透鏡，就(jiu)可(ke)(ke)以觀測(ce)到(dao)(dao)綠(lv)色磷光(guang)(guang)圖像，還可(ke)(ke)以使用目(mu)鏡放(fang)大圖像或調節焦距。NVD可(ke)(ke)以與電(dian)子(zi)顯示設備相(xiang)連，例如顯示器，也可(ke)(ke)以直接透過(guo)目(mu)鏡觀測(ce)圖像。
NVD已有40多(duo)年的歷(li)史。這些產(chan)品可分為幾代(dai)。NVD技術發展道路(lu)上的每一次(ci)重大突(tu)破都(dou)會催生新一代(dai)產(chan)品。
最(zui)早(zao)(zao)一代——最(zui)早(zao)(zao)的夜視系(xi)(xi)(xi)統由美國軍方(fang)研制，它(ta)們被應(ying)用(yong)在(zai)第二次世界大(da)(da)戰(zhan)和朝鮮戰(zhan)爭的戰(zhan)場上，這(zhe)(zhe)些NVD系(xi)(xi)(xi)統采用(yong)主動紅(hong)外(wai)線技術。這(zhe)(zhe)意味著NVD上須附有一個(ge)稱為(wei)紅(hong)外(wai)輻射(she)源的發(fa)射(she)單元。該(gai)單元能(neng)發(fa)射(she)出一束(shu)近紅(hong)外(wai)線，類(lei)似于(yu)普通閃光燈發(fa)出的光束(shu)。這(zhe)(zhe)種光束(shu)不能(neng)為(wei)肉眼所(suo)見，它(ta)們會從物體上反射(she)出來，然(ran)后返回NVD的透鏡(jing)。這(zhe)(zhe)種系(xi)(xi)(xi)統使(shi)陽(yang)極與陰(yin)極相連，以便對電子(zi)進行加(jia)速。這(zhe)(zhe)種方(fang)法的問題是，電子(zi)加(jia)速會使(shi)圖(tu)像扭曲(qu)，而且還會大(da)(da)大(da)(da)縮(suo)減管道的壽命。這(zhe)(zhe)項技術最(zui)早(zao)(zao)用(yong)于(yu)軍事中時(shi)，還存在(zai)一個(ge)重要問題：敵(di)方(fang)在(zai)短時(shi)間內就能(neng)仿制出這(zhe)(zhe)種系(xi)(xi)(xi)統，這(zhe)(zhe)使(shi)得敵(di)軍士兵也可(ke)以用(yong)它(ta)們的NVD系(xi)(xi)(xi)統觀測(ce)到設備發(fa)射(she)出的紅(hong)外(wai)光束(shu)。
第(di)一代——這(zhe)(zhe)一代NVD放棄了(le)主動紅(hong)(hong)(hong)外(wai)技(ji)術，轉而(er)采(cai)(cai)用(yong)了(le)被動紅(hong)(hong)(hong)外(wai)線技(ji)術。這(zhe)(zhe)種NVD能夠利用(yong)月亮(liang)(liang)和星(xing)星(xing)發(fa)出(chu)的環(huan)境光(guang)線放大周(zhou)圍(wei)的反射紅(hong)(hong)(hong)外(wai)線，因而(er)曾被美軍稱為星(xing)光(guang)。這(zhe)(zhe)意味(wei)著它(ta)們不需要紅(hong)(hong)(hong)外(wai)線發(fa)射源。這(zhe)(zhe)也意味(wei)著在(zai)多云(yun)或沒有月亮(liang)(liang)的夜晚時，它(ta)們的工作效(xiao)果(guo)不是很(hen)好。第(di)一代NVD采(cai)(cai)用(yong)與第(di)0代相同的圖像(xiang)增強管技(ji)術，同樣靠陰(yin)極和陽極進行(xing)電子加速，所以仍(reng)然存(cun)在(zai)圖像(xiang)扭(niu)曲(qu)和管道壽命較短的問題(ti)。
第(di)二代——圖(tu)像(xiang)(xiang)增強管技(ji)術的(de)(de)(de)重大(da)進步催生了第(di)二代NVD。它們的(de)(de)(de)分辨(bian)率比第(di)一代設備(bei)更(geng)高，性能更(geng)為出色，可(ke)靠性也(ye)更(geng)好。第(di)二代技(ji)術最大(da)的(de)(de)(de)收獲是，它們具備(bei)了在極弱的(de)(de)(de)光線條件(jian)下(xia)（例如在一個沒(mei)有月亮的(de)(de)(de)夜(ye)晚(wan)）生成圖(tu)像(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)能力。敏感度得(de)以增加(jia)(jia)，是因(yin)為圖(tu)像(xiang)(xiang)增強管附(fu)加(jia)(jia)了微通道板。由于MCP能夠增加(jia)(jia)電子(zi)數目而(er)非僅對原有電子(zi)加(jia)(jia)速，所以圖(tu)像(xiang)(xiang)扭曲的(de)(de)(de)程度顯著下(xia)降，而(er)亮度也(ye)高于前幾代NVD。
第(di)三代(dai)——目(mu)前(qian)美軍采用第(di)三代(dai)技術。盡管其(qi)(qi)原理與(yu)第(di)二代(dai)相(xiang)比(bi)并無本質(zhi)區別，但這(zhe)一代(dai)NVD的分辨率和敏感(gan)度要更(geng)好(hao)。這(zhe)是因(yin)為(wei)其(qi)(qi)光電陰極由砷化鎵制成，這(zhe)種物(wu)質(zhi)有(you)助于(yu)提(ti)高(gao)光子轉化為(wei)電子的效率。另(ling)外，MCP上還覆有(you)一個離子壁壘層，能夠(gou)有(you)效地增加管道壽(shou)命。
電(dian)影當中的夜(ye)視儀
電影當中的夜視儀
第四(si)代(dai)——通常(chang)我們提到(dao)的第四(si)代(dai)技術亦稱“無膠片門(men)限”技術，總體上講，這一(yi)代(dai)系統(tong)的性能在強光和弱光兩種環境(jing)中都(dou)有較大幅度的改善。
MCP去(qu)除了第三代技術(shu)加(jia)入(ru)的(de)離子壁(bi)壘，因而背景噪聲有所降(jiang)低，同時(shi)信噪比得以(yi)提(ti)升。去(qu)除離子膠片(pian)在實際中能夠讓更多的(de)電(dian)子被放大(da)，這樣一(yi)來圖像的(de)扭曲度顯著降(jiang)低，而亮(liang)度則有明(ming)顯提(ti)高(gao)。
自動(dong)門限供電(dian)系統的引入，使(shi)得(de)光(guang)(guang)電(dian)陰(yin)極的電(dian)壓能(neng)夠迅速地接通和切斷(duan)，從(cong)而讓NVD能(neng)夠對發光(guang)(guang)條件(jian)的波(bo)動(dong)做(zuo)出(chu)即時(shi)反應(ying)。這(zhe)(zhe)項(xiang)技術的進(jin)步對于(yu)NVD系統來說具有關鍵(jian)意義，具備了這(zhe)(zhe)種能(neng)力，用(yong)戶可以迅速從(cong)強光(guang)(guang)環(huan)(huan)境轉移到弱光(guang)(guang)環(huan)(huan)境（或從(cong)弱光(guang)(guang)環(huan)(huan)境到強光(guang)(guang)環(huan)(huan)境），而圖(tu)像不會(hui)產生任(ren)何顛簸。舉(ju)例來說，請想象一個隨處可見(jian)的電(dian)影場景：一名特工在使(shi)用(yong)夜視儀目鏡時(shi)，如果有人打開了附近(jin)的電(dian)燈，他就會(hui)“失明”。有了最新的門限電(dian)源技術，光(guang)(guang)線條件(jian)的變化不會(hui)產生這(zhe)(zhe)樣的惡(e)果，改進(jin)的NVD系統能(neng)夠立即對光(guang)(guang)環(huan)(huan)境的變化做(zuo)出(chu)反應(ying)。
很多(duo)所(suo)謂的“便(bian)宜”夜視鏡采(cai)用第0代(dai)或第一代(dai)技術，如果(guo)(guo)對(dui)于(yu)專業設備的敏感度抱有較高期待，您可能會大失所(suo)望。第二代(dai)、第三(san)代(dai)以及第四代(dai)NVD一般(ban)價格較高，但如果(guo)(guo)保(bao)養得當，可以使用較長時(shi)間(jian)。還有一點(dian)，在極其昏暗乃至幾乎不能采(cai)集(ji)到環境光線的地方，使用紅外輻(fu)射源對(dui)于(yu)任(ren)何一款NVD系(xi)統都(dou)是有益的。
一根圖(tu)像增強管都(dou)要進行嚴格(ge)的測試(shi)，以判(pan)斷它能否達到軍方設定的標準。達標的管子(zi)被歸為軍用規格(ge)（MILSPEC）。哪怕只有一項指標不符合(he)軍用標準，管子(zi)就會被歸為普通規格(ge)（COMSPEC）。
夜視設備可以粗(cu)分(fen)為三(san)大類：
觀測(ce)(ce)鏡(jing)(jing)——觀測(ce)(ce)鏡(jing)(jing)一般(ban)為手持型，也可以安裝(zhuang)在武器上(shang)，它們采用(yong)(yong)單(dan)筒（一只(zhi)眼睛(jing)）鏡(jing)(jing)身。由(you)于(yu)觀測(ce)(ce)鏡(jing)(jing)屬于(yu)手持設備，不(bu)像目鏡(jing)(jing)那樣佩(pei)戴在身上(shang)，所以當您想要對某一特定(ding)目標進行(xing)較為細致的觀察(cha)，然后回歸正常觀測(ce)(ce)條件下時(shi)，這(zhe)種觀測(ce)(ce)鏡(jing)(jing)比較適用(yong)(yong)。
目(mu)鏡——盡管目(mu)鏡也可以手持(chi)，但它們通常(chang)還是佩(pei)戴(dai)在(zai)額頭上。目(mu)鏡采用雙筒（兩只眼睛(jing)）鏡身，根據樣式不(bu)同可采用單透鏡或復合透鏡。目(mu)鏡是進行長時(shi)間觀(guan)測（例(li)如在(zai)光線很(hen)差的(de)建筑物(wu)周圍巡邏時(shi)）的(de)最(zui)佳選擇。
攝(she)像(xiang)(xiang)頭——采用夜(ye)視(shi)(shi)技術(shu)的(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)頭可將圖像(xiang)(xiang)傳送給顯(xian)示(shi)器，以供即時播放，也可以用錄像(xiang)(xiang)機將傳來的(de)(de)圖像(xiang)(xiang)記錄下來。當我們需要在一個恒(heng)定(ding)(ding)地點(dian)進行高品質(zhi)的(de)(de)夜(ye)視(shi)(shi)觀測時，例(li)如在某固定(ding)(ding)建(jian)筑物(wu)上，或是(shi)將夜(ye)視(shi)(shi)儀裝(zhuang)配(pei)為直升機的(de)(de)機載設(she)備(bei)時，攝(she)像(xiang)(xiang)頭就能派上用場。很多新型(xing)的(de)(de)攝(she)像(xiang)(xiang)機已具備(bei)內置的(de)(de)夜(ye)視(shi)(shi)功(gong)能。
一般來說夜視儀的用途包括：軍用、執(zhi)法、狩獵、野外觀察、監(jian)視、安全、導航、隱(yin)蔽目標觀測(ce)、娛樂(le)等。
夜視(shi)(shi)儀(yi)最早被用(yong)(yong)(yong)來(lai)在夜間(jian)對敵方目(mu)標進行定位(wei)。目(mu)前軍隊(dui)系統仍(reng)然大范(fan)圍地使(shi)用(yong)(yong)(yong)夜視(shi)(shi)儀(yi)，除了上述(shu)用(yong)(yong)(yong)途(tu)以外，還包括導(dao)航、監視(shi)(shi)、瞄準(zhun)等用(yong)(yong)(yong)途(tu)。警方和(he)(he)安全部門經常使(shi)用(yong)(yong)(yong)熱成像(xiang)和(he)(he)圖像(xiang)增(zeng)強這兩種技術，特別(bie)是用(yong)(yong)(yong)它(ta)們進行監視(shi)(shi)。獵手(shou)和(he)(he)熱愛(ai)大自然的旅人們依靠(kao)NVD，就能在夜間(jian)駕輕就熟(shu)地穿過森林。
偵探(tan)和私家(jia)偵探(tan)會利用(yong)夜視(shi)儀探(tan)查人們(men)是否有不軌行(xing)為。不少(shao)商業機構(gou)也(ye)會利用(yong)安裝在(zai)固定位置(zhi)的夜視(shi)攝(she)像頭監(jian)測周圍環境(jing)。
熱(re)成像技(ji)(ji)術真正令人驚奇的(de)(de)(de)是，它(ta)能(neng)夠揭示出一(yi)(yi)(yi)個地區有沒(mei)有人類(lei)活動過的(de)(de)(de)痕跡——即便四(si)周沒(mei)有任何肉眼可見的(de)(de)(de)明顯標記，它(ta)還(huan)是能(neng)告訴(su)我們(men)，一(yi)(yi)(yi)塊土地曾(ceng)被挖(wa)開并填埋過一(yi)(yi)(yi)些(xie)東(dong)西。執法(fa)部(bu)門(men)也(ye)能(neng)借此發(fa)現一(yi)(yi)(yi)些(xie)罪犯企圖隱瞞的(de)(de)(de)事證，包括贓(zang)款、毒品以及尸體等。此外，利用熱(re)成像技(ji)(ji)術能(neng)發(fa)現某(mou)些(xie)區域（如(ru)墻壁(bi)）最近發(fa)生的(de)(de)(de)變化，這能(neng)為一(yi)(yi)(yi)些(xie)案件提(ti)供重要(yao)線索。
很多人已(yi)經開(kai)始探索(suo)夜(ye)(ye)幕下的(de)(de)神奇世界。如果(guo)您準(zhun)備痛(tong)痛(tong)快快地搞(gao)一(yi)次野營或狩獵活動，或許夜(ye)(ye)視(shi)設備能對您的(de)(de)旅程有所(suo)幫助——不(bu)過請(qing)務必挑選適合(he)您的(de)(de)類型。
與國(guo)外相比，我(wo)國(guo)對(dui)夜視儀(yi)的(de)(de)研(yan)(yan)究起步(bu)較晚。從20世紀60年代開始，在中(zhong)國(guo)科學院(yuan)上(shang)海(hai)技(ji)術物理研(yan)(yan)究所、昆明物理研(yan)(yan)究所和(he)一些高校的(de)(de)共同(tong)努力下，我(wo)國(guo)軍(jun)用(yong)領域的(de)(de)夜視技(ji)術研(yan)(yan)究工作有(you)了(le)較快的(de)(de)發展，但在向民用(yong)領域擴展方面卻一直沒有(you)做好。
因(yin)此(ci)，隨著(zhu)我國夜(ye)視儀生(sheng)產企業數量的不(bu)斷(duan)增加，未來夜(ye)視儀產品(pin)研發(fa)將重點關注民(min)用市(shi)場，如汽車用夜(ye)視儀、攝像(xiang)用夜(ye)視儀等產品(pin)將成為(wei)未來市(shi)場發(fa)展重點。
隨著我國(guo)(guo)(guo)經濟(ji)的繼續高速增(zeng)長，我國(guo)(guo)(guo)夜視(shi)(shi)儀市(shi)場(chang)需求將會大幅增(zeng)長，我們(men)預(yu)計未來幾年夜視(shi)(shi)儀市(shi)場(chang)將維持15%左右的增(zeng)長，國(guo)(guo)(guo)內品牌將進一(yi)步在(zai)(zai)產品質量和技(ji)術方面取得突破，占領更大的市(shi)場(chang)份額。我國(guo)(guo)(guo)夜視(shi)(shi)儀企業(ye)在(zai)(zai)投資時應把握好夜視(shi)(shi)儀行業(ye)的發(fa)展趨勢，以下是(shi)我們(men)的一(yi)些建(jian)議：
一、企(qi)業必須進(jin)(jin)一步(bu)加強技術(shu)投資，提(ti)高生(sheng)產工藝(yi)水平、壓縮(suo)成本、改善產品質量(liang)，我們(men)建議我國企(qi)業引進(jin)(jin)國外(wai)企(qi)業的(de)先進(jin)(jin)技術(shu)，在(zai)引進(jin)(jin)的(de)基礎上(shang)消化吸收，再進(jin)(jin)行自主研發。
二、努力提高(gao)產品的(de)質量，在提高(gao)設備穩定性、性能參數和壽命，降低(di)故障率上下功(gong)夫。
三、由于不同產品(pin)(pin)的需(xu)(xu)求具有多樣性(xing)，就需(xu)(xu)要(yao)一系列不同要(yao)求的夜視儀技(ji)術來應對不同需(xu)(xu)求的產品(pin)(pin)，需(xu)(xu)要(yao)企業(ye)在產品(pin)(pin)創新上下功夫。
四、關(guan)注(zhu)產(chan)品的(de)發(fa)展趨勢(shi)，如激光(guang)夜視(shi)儀的(de)發(fa)展趨勢(shi)，投資和(he)開發(fa)出適應行(xing)業發(fa)展趨勢(shi)和(he)市場需求的(de)產(chan)品。
