Pragnienie widzenia w ciemności od dawna pozostaje mrzonką ludzkości. Dopiero w połowie XX wieku rozwój fotoelektroniki i innych branż naukowych umożliwił stworzenie urządzeń noktowizyjnych, które są dziś tak pożądane.
Zakres optyczny zajmuje fale o długości 0,001-1000 mikronów, jednak oko ludzkie rozróżnia tylko jego wąską część: 0,38-0,78 mikronów. Dlatego przy bardzo słabym oświetleniu (poniżej 0,01 luksa) człowiek widzi tylko duże obiekty, a nawet te z bliskiej odległości. Naukowcy otrzymali zadanie stworzenia urządzeń zdolnych do przekształcania rodzajów promieniowania niedostępnych dla oka w trybie „normalnym” w widzialne postrzeganie obiektów. Praca została zwieńczona sukcesem, a dziś do tworzenia urządzeń noktowizyjnych (lub noktowizorów) wykorzystuje się rozwiązania, które pozwalają człowiekowi widzieć w nocy.
Zasady działania NVG
Urządzenie działa na dwóch zasadach - wewnętrzny, zewnętrzny efekt fotoelektryczny. To ostatnie zjawisko polega na emisji elektronów przez dowolne ciało stałe. Efekt był podstawą do działania wzmacniacza obrazu (lub wzmacniacza obrazu), który wchodzi w skład każdego noktowizora. W rzeczywistości przetwornik to urządzenie, które wzmacnia widzialny dla oka zakres długości fal tysiące razy. Ponadto wzmacniacz obrazu jest w stanie zamienić promieniowanie podczerwone, ultrafioletowe i rentgenowskie na promieniowanie widzialne.
Wewnętrzny efekt fotoelektryczny wykorzystuje zdolność półprzewodników do zmiany przewodności elektrycznej po wystawieniu na działanie kwantów światła. Zjawisko to wykorzystywane jest do działania fotodetektorów. Te ostatnie są „zajęte” przetwarzaniem sygnałów emitowanych przez obiekty; za pomocą obróbki elektronicznej uzyskuje się obraz termiczny dostępny dla oka.
Ogólna zasada działania NVG jest następująca. Najpierw słabo oświetlony obraz przez soczewkę wchodzi do fotokatody, która emituje powstałe elektrony do próżni. Przepływ elektronów niosących obraz jest przyspieszany przez wzmacniacz obrazu i uderza w ekran katodoluminescencyjny. Ze względu na to, że fotony zamieniają się w elektrony, możliwe staje się ich wzmacnianie, tj. zwiększyć jasność obrazu. W rezultacie przepływ elektronów jest skupiany, wzmacniany i „doprowadzany” na ekran luminescencyjny, gdzie jest już dostrzegalny przez ludzkie oko.
Rodzaje projektów NVD
Każdy typ urządzenia jest zoptymalizowany pod kątem konkretnego zadania. Od noktowizorów, celowników, gogli, urządzeń obserwacyjnych i urządzeń zdolnych do dokumentowania obrazu wyróżniają się. Większość noktowizorów ma jednokomorowy wzmacniacz obrazu ze szklanym korpusem próżniowym, zdolnym do tysiąckrotnego wzmocnienia jasności. Jest też wada: dobra ostrość jest zachowana tylko w centrum obrazu, będzie rozmyta na brzegach. Niemniej jednak, ze względu na stosunkowo niską cenę, tego typu urządzenie jest dość rozpowszechnione. Jeśli wzmacniacz obrazu wykorzystuje płytki światłowodowe, to takie urządzenie jest w stanie zwiększyć jasność już 30, a nawet 50 tysięcy razy, a obraz będzie wyraźny na całym obrazie. Producenci oferują również urządzenia, które mogą dokumentować obserwowane obiekty. W tym przypadku miejsce okularu zajmuje wideo lub kamera, w której obraz zamieniany jest na postać cyfrową.
