微光夜视技术与装备的新进展

  与红外热成像相比,微光夜视技术比较成熟,微光夜视仪比较便宜,因而仍是各国军队
普遍重视和应用的夜视手段。
美国陆军仍大量装备微光夜视器材
为了提高部队夜间作战能力,美陆军仍大量采购微光夜视器材。美国陆军通信电子司令 部1996年9月~1998年9月的采购计划中,准备购买10900具AN/PVS- 7B夜视眼镜、4400具AN/PVS-14单目夜视装置、4000个供夜视眼镜配用 的3倍镜头、130具AN/AVS-6(V)飞行员夜视眼镜、4000个像增强器管。 美陆军年平均采购夜视眼镜、武器热瞄具、激光瞄准具等士兵用的夜战器材的经费约1 亿美元。按照陆军的采购计划,1996年为0.8亿、1997年1.08亿、1998 年0.83亿、1999年0.43亿、2000年1.04亿、2001年1.08亿、 2002年1.23亿、2003年1.15亿。其中,每年用于微光夜视器材的约数千万 美元。例如,1997财年申请的夜视眼镜的采购费为4400万美元。
微光像增强器性能不断提高
10年来,美国通过OmnibusⅠ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ计划,使微光像增强器的性能不断 地提高。例如OmnibasⅡ计划开发出二代微光管,OmnibusⅢ计划开发出三代 微光管,OmnibusⅣ计划开发出增强型三代微光管,而OmnibusⅣ计划开发的 6微米微通道板技术用于二代微光管,则使其辨率由原来的36线对/毫米提高到57线对 /毫米。下表汇总了通过Omnibus计划微光像增强器性能指标的提高情况。 计 划 性能 Omnibus Ⅰ Omnibus Ⅱ Omnibus Ⅲ Omnibus Ⅳ AI2-ATD 微通道板 通道 孔径(微米) 12 8、9 6 5 分辨率 (线对/ 毫米) 36 45~50 64 探测距离 (米) 200(人) 565 (坦克) ~ 300(人) 847 (坦克) 光谱效应 (纳米) 500~900 ~1100 1600 光电阴板 灵敏度 (微安/流明) 1000 2000 2200 量子效率 30% 故障间隔时间 (小时) 10000~15000 80年代初,西方有几个国家发展三代微光管技术,但由于制造技术的困难和商业上的竞 争,最终美国获得了三代技术垄断权。目前,仅有美国的ITT夜视公司和利顿公司生产三 代微光管。而法国、荷兰等西欧国家则转向开发超二代微光管技术。俄罗斯也在研究三代微 光管技术。位于新西伯利亚的半导体物理研究所1995年曾报导,其制备的砷化镓光电阴 极的量子效率在570~850纳米波段一般为15%,最好为30%。但美国一般可达到 30%。 近几年美国陆军的先进像增强器先进技术演示器(Al2-ATD)计划,又进一步改进了微 光管的性能。例如,使25毫米微光管的尺寸大大减小,使18毫米微光管的分辨达到64 线对/毫米,光电阴极灵敏度达到2200微安/流明,信噪比达到22.5。 美国三家微光管制造厂继续改进三代管。例如利顿公司将光谱响应范围延伸到1100 纳米,使微光夜视器可以观察到1.06微米的激光,再如考虑将微通道板通道孔径减少到 5微米的可行性等。
微光夜视眼镜的发展
美陆军将微光夜视眼镜优先装备徒步士兵、特种作战部队和轻型空降突出部队。 徒步步兵班的普通战士通常配装微光夜视眼镜,而班长、机枪射手则配装武器热瞄准 具。微光夜视眼镜还供直升机和飞机驾驶员配用。在波黑执行任务崐的A-10飞机驾驶员 1995年秋首先装备了夜视眼镜。据称,夜视眼镜大大增强了飞行员对战场的了解能力, 使飞行员能在夜间以类似于白天的方式作战,可在夜间进行近距离空中支援作战。 美国70年代研制并装备了采用两个二代微光管的AN/PVS-5双管夜视眼镜。8 0年代末以来,则装备了采用三代微光管的AN/PVS-7A、7B单管夜视眼镜,以及 供飞行员用的称为航空夜视成像系统的AN/AVS-6双管双目夜视眼镜。1996年9 月ITT夜视公司又推出了采用增强型三代微光管的AN/PVS-7D夜视眼镜和AN/ AVS-8飞行员夜视眼镜。AVS-8是一种轻型、突出量小和弹射安全的夜视眼镜。该 夜视眼镜显著地提高了强光分辨率,扩大了视场,并通过电子学方法与飞行员弹射装置相 连,可在开始弹射时自动与飞行员头盔分离。 按照先进像增强器先进技术演示器计划,由ITT夜视公司研制的下一代夜视眼镜,则 将综合应用衍射光学、平板显示器、像增强器和制造技术的最新进展,显著地提高了性能。 其视场扩大到60°,微光分辨率提高25%以上,达到0.4周/毫弧,强光分辨率达到 0.8周/毫弧,眼点距增加到25毫米。夜视眼镜内紧贴微光管荧光屏安装了一个分辨率 为640×480像素、亮度约12英尺·朗伯的电致发光显示器,使士兵可以同时观看从 外部传送来的热像、计算产生的图形和符号。这种单目夜视眼镜利用灵活的悬臂式支座安装 在头盔上,便于士兵使用,不用时则可置于头盔之上。
彩色微光夜视技术
目前的微光夜视装置仅能提供单色的图像,而利用彩色图像会有助于目标识别,使识别 速度提高30%,识别错误减少60%,因此彩色微光夜视技术已受到关注。 美国Delft传感器系统公司采用两只光谱响应不同的像增强器管观察同一场景,利 用其间的差别,通过滤光和特殊的电子处理技术,来产生彩色图像。 麻省理工学院林肯实验室则将微光图像和红外热像相结合,产生彩色图像。林肯实验室 设计的小型彩色夜视系统采用与三代像增强器耦合的CCD获得微光图像,又用非致冷热成 像阵列获得红外热像,然后用二向色分光镜进行匹配和图像处理器处理,在液晶显示器上显 示出逼真的彩色图像。 美国伍德监视技术公司研制出全彩色夜视摄像机。该摄像机的每一个原色有一个增强型 CCD芯片,并采用了视频增强技术,从而获得了类似于广播级摄像机的彩色图像。 俄罗斯的喀山光学和机械厂正在研制的彩色夜视系统,可将接收的不同的红外频率转换 彩色图像,估计几年后可推入市场。 *http://www.ordnance.cetin.net.cn/dongtai/dt9838.htm