Приборы ночного видения

 Единственный небольшой недостаток - отсутствие защиты от боковых источников света, так как отсутствует волоконно-оптическая шайба на входе ЭОП. В связи с этим не рекомендуется приобретать приборы III-го поколения, если Вы планируете работать в городских условиях. Стоимость приборов на ЭОП III-го поколения в 1,5-2,5 раза выше, чем II+ поколения.

 

Область применения

 

ПНВ широко используются в военной технике для обеспечения боевых действий ночью (разведка, прицеливание, вождение боевых машин всех типов). За последние годы ПНВ активно применяются в гражданской технике для разведки и добычи полезных ископаемых. А так же для спасательных работ, астрономических исследований, производственного и экологического контроля, ночной навигации и вождения автотранспорта в специальных климатических и погодных условиях, ночной видеосъемки, работы спецслужб, правоохранительных органов и таможенных служб, в медицине, для ночной охоты и рыбной ловли, в системах охраны и пожаротушения и др.

 

История изобретения  и развития

 

Предпосылкой для создания приборов ночного видения стало  открытие в 19 веке инфракрасного (теплового) излучения. Однако, устройство, способное «видеть» предметы не в оптическом (видимом), а в инфракрасном (тепловом) диапазоне спектра было создано лишь в 1934 г.

Этот момент принято  считать началом эры ночного  видения. Развитие приборов ночного  видения можно разбить на ряд  этапов, с которыми связано появление их определенных поколений. Каждое последующее поколение отличалось от предыдущего большей дальностью видения, лучшим качеством изображения, снижением массы и габаритов, увеличением времени работы, повышением стойкости к воздействию световых помех и целым рядом других преимуществ.

Главным признаком, по которому различаются поколения приборов ночного видения (ПНВ), является их основной элемент – электронно-оптический преобразователь (ЭОП), предназначенный  для преобразования невидимого глазом инфракрасного изображения в видимое и усиления его по яркости.

Именно с изобретением первого ЭОП в 1934 и началась история  ПНВ. Это произошло в исследовательском  центре фирмы "Филипс”. Холст с  сотоварищами создал первый преобразователь, который был назван «стакан Холста» (рис.2). Конечно, его изобретение было несовершенным. Низкое качество изображения, большая масса и габариты прибора делали его практическое применение делом будущего. К тому фотокатод «стакана Холста» имел высокий уровень шумов, для подавления которых ЭОП нуждался в охлаждении до - 40 градусов по Цельсию.

Рис.2. Устройство «Стакана Холста».

 

И, тем не менее «стакан  Холста» активно применялся в ходе боевых действий во Второй Мировой войне. «Стакан Холста» был доработан до уровня серийного производства фирмой EMI (Англия), и с 1942 по 1945 год их было выпущено несколько тысяч штук (рис.3). Есть предположение, что ночная танковая атака Советских войск при форсировании Одера, была вызвана стремлением ослепить немецкие войска, оснащенные данным ПНВ.

Рис.3. Первые серийные образцы «стакана Холста».

 

Дальнейшее развитие ПНВ получили уже как в ходе Второй Мировой, так и после неё.  Это привело к открытию «мультищелочного фотокатода» (S-20), состоящего из арсенидов натрия и калия, активированных цезием. Если в «стакане Холста» использовался прямой перенос электронов, что снижало чувствительность прибора, то последующие разработки позволили с помощью электростатического поля сфокусировать их пучок.

Такой фотокатод уже 40 лет служит основой большинства  ЭОП практически всех типов.

В СССР были разработаны  многокаскадные преобразователи, где  совмещались несколько усовершенствованных  «стаканов Холста». И вплоть до 80-х годов эти ПВН поставлялись в вооруженные силы.

На основе первых ЭОП было создано большое число приборов ночного видения: ночных прицелов, ночных биноклей, систем ночного вождения автотранспорта. В канун второй мировой войны в Германии появились ночные прицелы (бильдвандлер) (рис.4), которые давали возможность вести стрельбу по цели ночью на расстоянии 50-70 м.

Рис.4. Немецкий электронно-оптический прицел (бильдвандлер), (1942 г.).

 

Развитие волоконной оптики в США в 60-е годы позволило  усовершенствовать ЭОП. На базе волоконно-оптических пластин (ВОП), представляющих собой  пакет из множества светодиодов, были разработаны плосковогнутые линзы, которые и стали устанавливать взамен входного и выходного окон, в результате значительно улучшилась разрешающая способность приборов.

В 70-е годы на основе технологии ВОП фирмами США был разработаны вторичноэмиссионный усилитель в виде микроканальной пластины (МКП).

Принцип действия МКП  изображен на рис. 5. Электрон, выбитый  с катода ЭОП, разгоняется в разгонной  камере, затем попадает в канал  МКП и ударяясь о ее наклонную  стенку, выбивает вторичные электроны. В приложенном электрическом поле этот процесс многократно повторяется, позволяя получить коэффициент усиления в десятки тысяч раз.

Рис.4. Принцип действия вторичноэмиссионного усилителя в виде МКП.

 

На современном этапе  главное внимание уделяется повышению  чувствительности, разрешающей способности и соотношения «сигнал/шум» электронно-оптических усилителей приборов второго поколения. Так, голландская фирма «Филипс» разработала новый электронно-оптический усилитель, чувствительность которого вдвое превышает этот показатель у ранее известных усилителей ПНВ второго поколения. Увеличены также разрешающая способность и соотношение «сигнал/шум». Кроме того, за счет специальной обработки микроканальной пластины срок службы электронно-оптического усилителя увеличен втрое.

В настоящее время различают три поколения ПНВ. Первое – это непосредственно «стакан Холста», второе связано с введением в ЭОП микроканальной пластины, значительно усиливающей сигнал между фотокатодом и люминофором и третье, разработанное уже на излёте 20-го века – это усиление чувствительности фотокатода.

 

 

Список литературы и сайтов интернет

 

Саликов В. Л. журнал "Специальная  Техника" №2 2000 год.

Литвененико В., полковник, кандидат технических наук; Шахмин М., подполковник, кандидат технических наук: Средства ночного видения. (pentagonus.ru)

Кощавцев Н. Ф., Эдельштейн Ю. Г., Волков В. Г., Толмачев А. А., Федотова С. Ф., Кирчевская Т. К.: Приборы ночного видения. СКБ ТНВ (www.ak-info.ru)

www.phreaking.ru

www.hunter.ru

www.glavoptic.ru

www.airsoftclub.ru