机械社区

 找回密码
 注册会员

QQ登录

只需一步,快速开始

搜索
查看: 910|回复: 0

夜视仪视黑夜如白昼,什么原理?

[复制链接]
发表于 2022-11-29 14:57:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
人类经过数百万年的进化,终于站在了食物链的最顶端,但是征服了其它物种的我们却从来没有征服黑暗,在光线照耀不到的黑暗中,是人类感官无法抵达的禁区,隐藏着让人不安的危险和未知,人类从诞生的那一刻起便期盼着能透视黑暗,感知危险,在过去那只能是幻想,而今天借助工具和智慧这已成为可能。
8 _" [3 F& O" U4 B  z% ?8 s4 Z3 s
人类具有五种感官,眼镜对应视觉,用以感知周围的世界,按照常理推断有人能接收到五感之外讯息的话,那么这个人就会被看作具有超能力,现在利用夜视技术,研发出来的夜视产品就能让人类拥有这样的超能力,如夜视镜,监视摄像头,军用夜视仪以及有的手机都有这样的能力。
0 o" @9 W0 v; g4 S) d1 n/ ^, Z

& F3 w9 M% J8 I, f) N5 }2 E! y' M
" ^4 i) K( {" Z( t8 q$ ]6 t4 h
夜视技术是利用光电成像技术和相应的设备,将黑暗中人类肉眼看不见的目标,增强或者转化成可以看见的影像。

: V1 N8 q, |0 m; P0 K  J4 }+ J
夜视技术可以分为微光夜视技术和红外夜视技术,微光夜视技术是利用微弱的光线通过增强器对目标进行成像,红外夜视技术是利用主动照射目标或者借助目标自身热量,形成的热成像。

! ^! K( Q; B9 q$ {7 O( Q) x
夜视技术的发展
夜视技术的发展过程都是伴随着它在军事上的使用,夜色的掩盖总能给战争中的一方提供优势,而具有夜视能力无疑能将这种优势无限放大。
最早在夜间只有使用火把或电筒等解决黑暗问题,但作用有限,还容易暴露自己。
1929年匈牙利物理学家在英国发明了一种红外线电视摄像机,能将不可见的红外图像转化成可见光图像,这项技术很快就被英国投入到防空用途上。

7 z, }( d: v; h

( \* d. i  I( m: G& G: }
1939年英国人将夜视技术应用在情报战上,他们发明了一种单眼侦测器材,装备给情报人员,在二战中大量使用。
到了二战后期,从红外望远镜,装甲部队配备的夜视仪,夜视装备在各种装备上的应用也越来越多。
进入新世纪一场场局部战争,让夜视装备再次成为焦点,夜视装备也发展到令人意想不到的地步。

; \; ?  W( I+ p  J
4 A3 q, t$ V+ [
拥有像动物一样的夜视能力一直是人类的梦想,那些能在夜里从眼睛中散发出诡异光芒的猫科动物,看着即吓人又很好奇,它们能在黑夜里看清楚任何物体,而人类的眼睛怎么就不行呢?
. y9 {4 C% b5 t
这些猫科动物的眼睛结构和我们人类的还是有很大不同,它们的眼睛就是专门为了适应黑暗而进化的。
这些夜行动物,为了能在夜里寻找食物和躲避天敌,它们必须让自己的眼睛接收到更多的光线,瞳孔也可以调节大小,可以通过放大瞳孔来接收更多的光线,或者是缩小瞳孔来阻挡强光。

% |, S$ z- o% i- U0 a
同时它们眼球后面的视网膜上,有一个类似反光板的物质,就像一面镜子,也正是这种物质让它们在夜间可以看清黑暗的环境,也同时让它们的眼睛看起来像在发光一样,其实这只是它们对接收到的光线的一种反射。

& V9 {5 Z/ T( `( S0 l
而我们人类的眼睛这方面的能量就比较差,所以夜间很难看清楚周围的物体,同样眼睛看起来也不会像猫科动物的眼睛一样会发光,如果人类长期也生活在黑暗的环境中或许也能进化出这样的眼睛。

6 _# T- s+ n7 \$ `5 M5 K6 p# F+ A
" X; ]" ]$ ]- b* I

图片来源:pixabay

% z" _5 Y" J1 q7 M! S
夜视原理
2 \  ~5 m0 u5 x2 G
在这个世界上,没有什么比在黑咕隆咚的环境中看见四周更难,所以夜视就是一项必备的技能,夜视之所以应用如此广泛,因为它可以根据不同的情况有不同的应用。
% Z" i$ [6 U( I
一般来说人们说起“夜视”时,联想到的是图像增强或者图像加强技术,这都是军用夜视仪或者动作片里面,常出现的绿色版本夜视图像,这个绿色是有一定用意的,因为比起其它颜色,人眼对绿色更敏感。
9 Z% ~: E! O- x" a  J! F
; O4 p" @" v5 }0 z! J2 Q: }

: S& D+ ~( L9 u- F3 G
微光夜视是通过将微弱的光线增强其亮度来实现夜视,当组成光线的光子进入到图像增强器的时候,它们会首先撞击一个叫广电阴极特殊的涂层,从而释放电子,接着这些电子会撞击第二个叫微通道板的涂层,它会在电子撞击荧光屏之前增加电子的数量,在这里电子重新转化成光,由于电子增多,所以生成的图像亮度就会更高,让你更清楚的看到周围的环境。
+ t" F$ U5 z1 q1 ^6 }1 u& ~

4 m6 _) e9 \. y- o% j! X

9 y1 G) h, y. u3 T: e" {9 n
那如果亮度小到图像增强器都“看不见”呢?这就需要热成像了,物理学的研究表明,所有温度高于绝对零度,也就是零下273摄氏度的物体每时每刻都在发出红外波段的电磁波,产生热辐射又称红外辐射,物体热辐射能量的大小与物体的温度有关,温度高的物体发出的热辐射较强,温度低的物体发出的热辐射较弱。

& B6 }" |$ M; a, H$ F0 I5 P. e

/ R" _3 D3 t, ~* L( s, |' V
4 b7 M& e5 l( c: w1 y4 ]/ H
红外夜视,热辐射也是光的一种,波长大于可见光又称红外线,通过物理过程把不可见的热辐射转换成电信号,进而以人眼可以看见的图像显示出来,这就是红外热辐射技术。

; b9 l1 S/ |6 |1 X) C
来自目标的热辐射,通过红外光学系统聚焦到探测器平面上,红外吸收层吸收红外能量后温度发生变化,从而引起热敏层电阻值发生改变,接着转换成电信号输出,再经过数据处理,最终得到反应目标温度分布情况的可视化电子图像。

9 r' G9 u# T8 Q# L2 R
6 o) D# I2 p( @* q' v8 j7 h

% v5 C0 f- ^: v
不管是红外夜视还是微光夜视都不能还原物体原来的颜色,随着技术的发展,现在已经出现了还原真实颜色的全彩夜视仪,有了它就能将黑夜变成白天。

( p$ ?0 x) Z3 D$ g5 z* ?( K' U
它通过将电子流放大再打到特殊的低照度半导体发电器上,它们再经过高速模拟数字电路后,可以转换成数字信号,最后经过中央处理器就形成全彩高分辨率画面,令人惊奇的是它的夜间成像效果几乎达到了和白天无异的程度,就连物体的颜色都能清晰可见。
( a; {/ J8 E4 `& w3 i

; {% b* N0 M9 u& w) u

+ I! H) G. `  y- z( d/ i
现在还出现了一种石墨烯薄膜,这种薄膜能与光子产生反应使人眼看到的物体变亮,一旦技术成熟,这种薄膜有望贴在战机座舱,车辆玻璃,甚至眼镜上,随着这些夜视黑科技的不断问世,黑夜正在被点亮,人类征服黑夜的目标终将实现。

5 V# q& q; D: c

评分

参与人数 1威望 +1 收起 理由
zjhcnsod + 1 好砖一块

查看全部评分

回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册会员

本版积分规则

小黑屋|手机版|Archiver|机械社区 ( 京ICP备10217105号-1,京ICP证050210号,浙公网安备33038202004372号 )

GMT+8, 2024-11-24 10:42 , Processed in 0.059794 second(s), 16 queries , Gzip On.

Powered by Discuz! X3.4 Licensed

© 2001-2017 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表