Как работает ПНВ — прибор ночного видения

Прибор ночного видения это электронно-оптическое устройство, увеличивающее силу света в 25-30 тысяч раз. С его помощью можно видеть на дальние расстояния окружение при остаточной (слабой) освещенности или на близкие расстояния с подсветкой мощным инфракрасным светодиодом.

Принцип работы ПНВ

Уловленный объективом свет, преобразуется в ток, усиливается в десятки тысяч раз и преобразуется обратно в свет.

Объектив прибора ночного видения

В объективе используется система линз, помогающая уловить слабо-освещенное окружение и минимизировать оптические искажения. Для этого используется специальная форма линз и покрытие (просветление). Такое покрытие вы можете видеть на современных очках, оно отражается на свету зеленоватым и фиолетовым оттенками.

Свет в электрический ток

Усилить электрический ток (поток электронов) гораздо проще света (потока фотонов), поэтому в ПНВ есть активный элемент, преобразующий поток фотонов в поток электронов.

Активный элемент — это стеклянный диск со специальным покрытием. Спроецированное изображение, а точнее поток фотонов, исходящих от объектива, попадает на покрытие диска и выбивает из него электроны.

Усиление потока электронов

Поток электронов усиливается пластиной, похожей на сито. В пластине находятся миллионы туннелей, которые видны только в микроскоп. Туннели расположены под наклоном таким образом, что электроны, попадая в них, многократно отражаются, выбивая из стенок тоннеля дополнительные электроны. Представьте, попавший в наклонный тоннель электрон, отражается от стенки, выбивая из нее еще один электрон. Теперь два электрона летят к противоположной стенке туннеля и, отражаясь от нее, выбивают еще по электрону. Теперь их 4 и все они летят к противоположной стенке, чтобы отразиться и умножиться на 2. Попавший в туннель пластины электрон, проходя через него, размножается в десятки тысяч раз и выходит из туннеля мощным потоком электронов.

Поток электронов в свет

Принцип преобразования потока электронов в свет точно такой, как у кинескопов старых телевизоров. На стеклянный диск нанесено люминесцентное покрытие. Попавший на это покрытие электрон, вызывает свечение и чем больший поток электронов попадает на покрытие, тем ярче светится точка.

В ПНВ используется люминофор зеленого цвета, так как глаз человека максимально чувствителен к зеленому спектру света.

Полости между тремя дисками преобразования света в ток, усиления и преобразования тока в свет находится разреженный воздух (вакуум). Только в вакууме электроны способны свободно передвигаться. Поэтому все приборы ПНВ имеют прочный металлический корпус.

Видим в полной темноте

Как вы поняли, прибор ночного видения способен только усиливать свет, а не смотреть в полной темноте. В условиях остаточной освещенности (при свете луны или светящихся предметов) это не проблема. Но как видеть в полной темноте?

У ПНВ есть небольшой фонарь, светящий инфракрасным светом. В отличие от обычного света, инфракрасный спектр не виден человеческим глазом, но очень хорошо улавливается активным элементом прибора. Инфракрасные светодиоды используются в пультах дистанционного управления и вы сами можете проверить видимость света — включите любую фото- или видео-камеру, направьте в объектив пульт от телевизора и нажмите кнопку пульта. На экране камеры увидите свечение. ИК свечение слабое, поэтому на дальние расстояния обзора в полной темноте через ПНВ рассчитывать не стоит.