微光夜视技术的发展现状及民用领域拓展
2023年微光夜视仪行业市场调研报告

2023年微光夜视仪行业市场调研报告一、行业概况微光夜视仪是一种强化外界光线,提高人眼对远距离目标识别和观察距离的装备。
它能在光线非常微弱或完全没有的情况下,根据目标辐射的微弱热量发出的红外线来识别目标,因此非常适合于夜间作战、巡逻、侦察、狩猎等需要隐蔽性和突袭能力的军事行动。
近年来,随着人们对夜间观测需求的不断增加,微光夜视仪行业逐渐走向繁荣。
目前市场上主要存在三种微光夜视仪产品:被动式微光夜视仪、主动式微光夜视仪和热成像微光夜视仪。
其中,被动式微光夜视仪主要由放大器和镜头组成,而主动式微光夜视仪则在此基础上加入了红外发射器,可主动发射、反射红外光,以获取充足的光源。
二、市场需求调研1. 安保市场需求目前,安保行业对微光夜视仪的需求量逐年增长。
微光夜视仪可以为保安人员在夜间巡逻时提供较为清晰的视野,降低意外伤害风险。
除此之外,微光夜视仪还能够为安检人员在检查黑暗或废弃建筑物时提供必要的照明和保护。
2. 军事市场需求微光夜视仪在军事领域中的需求量也在逐步攀升,特别是在夜间作战、侦察以及特种部队行动中,微光夜视仪的作用非常重要。
此外,微光夜视仪还可以作为机载设备和驾驶员夜视装备,提高陆、海、空军和公安武警等部门的战斗力。
3. 民用市场需求近年来随着中国中产阶级的迅速崛起,微光夜视仪在民用领域中也逐渐得到了广泛应用。
例如,在夜间的野外生态旅游、狩猎和探险活动中,人们可以使用微光夜视仪增加夜间活动的趣味性和安全性。
三、市场现状和发展趋势1. 竞争格局目前,微光夜视仪市场中存在较多的品牌差异,主要集中在技术方面、设计风格和售后服务等。
在技术方面,多个品牌目前已经开发出3代及3代以上的微光夜视仪,能够更好的适应严苛的夜间环境。
2. 发展趋势在未来,微光夜视仪市场将呈现出以下几个趋势:(1)需求持续增长:随着安保和军事市场的不断扩大,以及民用市场的不断普及,微光夜视仪的市场需求将持续增长。
(2)技术革新:随着科技的发展和创新,微光夜视仪的技术也将更加成熟和完善。
2023年微光夜视仪行业市场分析现状

2023年微光夜视仪行业市场分析现状微光夜视仪是一种利用微光技术实现夜间观察的仪器,由于其在军事、安防、消防、工业等领域具有广泛的应用前景,市场需求一直保持较高增长态势。
本文将从市场规模、竞争格局、应用领域和发展趋势等方面对微光夜视仪行业的市场分析现状进行详述。
市场规模方面,随着安全意识的提升和科技的进步,微光夜视仪的需求逐年增长。
根据市场研究机构的数据,2019年全球微光夜视仪市场规模约为50亿美元,预计到2025年将达到100亿美元。
其中,亚太地区和北美地区是微光夜视仪市场的主要消费地区,市场份额占据了全球总量的60%以上。
竞争格局方面,微光夜视仪行业存在着较为激烈的市场竞争。
目前市场上主要的竞争者包括美国FLIR Systems、法国Thales、中国国民光电等知名企业。
这些企业在技术研发、产品质量和市场渗透能力方面都具有一定的竞争优势,占据了较大的市场份额。
此外,由于微光夜视仪属于高技术含量产品,技术壁垒相对较高,市场进入门槛较高,因此新进入市场的企业较少。
应用领域方面,微光夜视仪广泛应用于军事、安防、消防、工业等领域。
军事领域是微光夜视仪的主要应用领域之一。
军事部门对于微光夜视仪的需求主要集中在夜间侦查、夜间打击和夜间监视等方面。
安防领域是微光夜视仪的另一个重要应用领域。
随着人们对安全的要求越来越高,微光夜视仪在安防领域的应用也逐渐增加。
此外,消防、工业等领域对微光夜视仪的需求也在不断增加。
发展趋势方面,微光夜视仪行业将呈现出以下几个发展趋势。
首先,随着科技的进步,微光夜视仪的技术将不断提升,其分辨率和夜视效果将进一步提高。
其次,随着市场需求的增加,微光夜视仪的价格将逐渐下降,进一步推动市场规模扩大。
再次,随着人们对安全需求的提升,微光夜视仪在安防领域的应用将进一步扩展。
最后,由于微光夜视仪属于高技术含量产品,相关技术的研发和创新将成为行业发展的主要动力。
综上所述,微光夜视仪行业市场规模庞大,竞争格局激烈,应用领域广泛且发展潜力巨大。
2023年微光夜视仪行业市场发展现状

2023年微光夜视仪行业市场发展现状随着人类社会的不断发展,夜晚的作战、观察和探险等领域的需求不断增加,微光夜视仪作为一种用于在夜间环境下观察、侦查、调查等的装备,逐渐成为各行各业不可或缺的重要工具。
本文将对微光夜视仪行业市场发展现状进行分析,包括市场规模、市场竞争环境、技术创新以及未来发展趋势等方面。
一、市场规模据市场研究机构统计,当前全球微光夜视仪市场规模已经超过30亿美元,而随着技术的逐步改善以及对各种夜视设备的需求日益增长,未来几年市场规模有望继续扩大。
尤其是在一些军事、公安、消防等领域,微光夜视仪已经成为必备的装备之一,市场需求量不断攀升。
同时,由于各种夜视仪都有一定的寿命和更新周期,因此未来市场潜力也非常大。
二、市场竞争环境目前微光夜视仪市场上主要有美国、法国、俄罗斯、以色列、德国等国家的企业参与竞争,其中美国和欧洲企业占据主导地位。
这些企业不仅在技术研发、生产工艺、质量管理等方面具有较高的水平,而且在营销和服务等方面也具有很强的竞争力。
此外,一些新兴企业进入市场,打破了传统夜视仪品牌的垄断,形成了多元化市场环境。
当前市场竞争主要由价格、品质、售后服务、产品创新等因素决定。
三、技术创新技术创新是影响微光夜视仪市场发展的重要因素。
目前,微光夜视仪市场的主要趋势之一是数字化和网络化。
数字化夜视仪不仅具有高分辨率、高清晰度等优点,而且在性能稳定、维护保养、成本控制等方面也有着明显的优势。
同时,网络化夜视仪还可以通过网络互联,实时传输图像和音频,提高侦查和救援效率。
此外,热成像技术和光学红外夜视技术的发展,也为微光夜视仪市场注入了新的生命。
四、未来发展趋势未来几年,微光夜视仪市场发展有望呈现以下趋势:1. 数字化和网络化技术的不断提升,将促进市场的进一步发展。
2. 热成像技术和光学红外夜视技术的普及,将改变传统微光夜视仪市场格局。
3. 双目夜视技术的不断创新,将进一步优化夜视仪性能。
4. 个性化需求的增加,将促进夜视仪产品差异化和特色化。
微光夜视技术的发展现状及民用领域拓展

微光夜视技术是现代军用光电子高新技术之一,在局部战争和夜战中的地位和作用更加突出和重要。
六十多年来,伴随着科学技术的迅速发展和武器装备现代化需求的牵引,微光夜视技术取得了长足的发展。
本文在系统回顾微光夜视技术发展历程的基础上,分析了微光夜视技术未来的主要发展方向以及在民用领域的应用前景。
微光夜视技术的发展现状及民用领域拓展■ 李金平 王 云 张 洋1.引言随着科学技术的迅速发展,现代战争早已突破人类视觉的限制。
夜间战争已成为拥有先进夜视技术的一方迅速取得对战胜利的决定性因素。
作为夜视技术的两大关键支撑技术之一,微光夜视技术是研究夜间微弱照度条件下对目标进行探测、观察、识别、定位、记录的一类高新技术,具有体积小、重量轻、图像清晰、隐蔽性强等特点,是目前夜战武器装备中使用最广泛的技术。
自上世纪50年代开始,微光夜视技术取得了巨大的进展,从零代发展到三代、四代产品,已形成多个品种规格的系列化、批量化配套。
在科学技术日新月异的今天,新材料、新技术、新工艺的层出不穷,为微光夜视技术的发展带来了机遇和挑战。
微光夜视技术在下一阶段将如何发展,成为微光夜视技术行业共同关注的热点话题。
本文在深入回顾、分析国内外微光夜视技术发展历程的基础上,分析了微光夜视技术未来主要的技术发展方向及潜在的应用领域拓展。
2.微光夜视技术的发展历程微光夜视技术包括了微光夜视仪的总体技术和微光夜视器件的设计和工艺研究等方面内容,其核心是微光像增强器(微光像管)的研究。
一般来讲,微光像增强器的发展历程就代表了微光夜视技术的发展历程。
从五十年代第一个微光像增强器的研发开始,可以根据其特征技术分为零代、一代、二代(超二代)、三代(高性能三代)、四代等不同阶段。
2.1 零代微光夜视技术上世纪40、50年代最早出现的像管以Ag-O-Cs光阴极、电子聚焦系统和阳极荧光屏构成静电聚焦二极管为特征技术的像管被称为“零代变像管”。
其阴极灵敏度典型值为60μA/m,将来自主动红外照明器的反射信号转变为光电子,电子在16kV的静电场下聚焦,能产生较高的分辨力(57lp/mm~71p/mm),但体积、重量比较大、增益很低。
2024年微光夜视仪市场规模分析

2024年微光夜视仪市场规模分析引言微光夜视仪是一种具有可见光电子传感器的光电转换设备,可以在极低光条件下提供清晰的夜间视觉。
近年来,随着科技的发展和人们对安全需求的增加,微光夜视仪市场迅速增长。
本文将对微光夜视仪市场规模进行分析,并讨论其发展趋势。
1. 市场规模概述微光夜视仪市场已经逐渐成为安防行业中的一个重要领域。
根据市场调研数据,2019年微光夜视仪市场规模达到X亿美元,预计到2025年将达到X亿美元。
这表明市场规模将以年均X%的速度增长。
2. 市场驱动因素分析2.1 安全需求的增加随着社会的不断发展,人们对安全问题的关注度也逐渐提高。
微光夜视仪的高性能和可靠性使其成为监控和安防系统的首选设备。
政府、企事业单位以及个人用户都在增加对微光夜视仪的需求,这推动了市场规模的增长。
2.2 科技进步的推动随着科技的发展,微光夜视仪的性能不断提升,产品功能也越来越丰富。
例如,高分辨率、远距离观测和防水防尘等特性成为微光夜视仪的重要卖点。
这些创新技术的推出吸引了更多的用户,进一步促进了市场的扩大。
3. 市场分析3.1 产品类型分析目前微光夜视仪市场主要分为手持式和头戴式两种产品类型。
手持式微光夜视仪在军事、警察、夜间巡逻等领域有广泛应用;头戴式微光夜视仪在狩猎、观鸟和户外探险活动中受到用户的喜爱。
根据市场调研数据,手持式微光夜视仪占据市场的X%,头戴式微光夜视仪占据市场的X%。
3.2 地理分布分析微光夜视仪市场在全球范围内都有较大的潜力。
北美地区是最大的市场,占据了市场的X%份额。
欧洲和亚太地区也是重要的市场,分别占据了市场的X%和X%份额。
随着亚洲国家经济的快速增长和安全意识的提高,亚太地区的市场份额有望进一步增加。
3.3 市场竞争情况微光夜视仪市场竞争激烈,主要的厂商包括公司A、公司B、公司C等。
这些公司通过不断创新和提供优质的产品来吸引用户。
同时,它们还与安防系统供应商和经销商建立战略合作关系,扩大市场份额。
2023年微光夜视仪行业市场环境分析

2023年微光夜视仪行业市场环境分析随着夜间活动的增加,对微光夜视设备的需求也越来越大。
微光夜视仪行业是一个发展潜力很大的市场,但市场上的竞争也很激烈。
此外,政府监管和技术创新也影响了这个行业。
下面是对微光夜视仪行业市场环境的分析。
(一)市场需求微光夜视仪通过具有高度实用性的特点受到了广大市民群众的欢迎,特别是在夜间出行、运动、军事安保、监控系统等领域得到广泛应用。
在军事上,微光夜视仪已经成为了现代部队实施夜间作战的主要装备之一。
在公共安全领域,微光夜视仪也被大量使用于夜间反恐、警用执法等方面。
(二)市场竞争微光夜视仪市场上的竞争非常激烈。
国内外众多品牌在这个领域中都参与了竞争。
除了常见的夜视仪品牌外,还有一些军工企业、高科技企业对这个市场具有浓厚的兴趣。
由于夜视设备的技术含量比较高,不断的技术创新也是市场竞争的一个重要方面。
(三)政府监管作为军工产品,微光夜视仪需要政府的许可才能进行生产和销售。
政府的监管能力、行业标准等将直接影响微光夜视仪行业的发展和竞争力。
政府的相关政策和标准会对微光夜视仪行业产生重要影响,如果政策不确定或政策性的调整太过频繁,会对该行业的发展造成很大影响。
(四)技术创新微光夜视仪行业的技术创新也是市场竞争的一个重要方面。
为了提高产品的质量和性能,企业需要不断进行技术创新。
这不仅需要耗费大量的研发投入,还需要企业具备强大的科研实力,制定专业的维护和升级与服务计划,以便满足用户不断变化的需求。
企业必须在技术水平、销售渠道和服务等方面保持领先地位。
总之,微光夜视仪行业是一个发展潜力很大的市场,但是目前市场竞争激烈,政府监管和技术创新也是该行业面临的主要挑战。
如果企业能够跟紧市场趋势,提高技术水平,严格遵守行业标准并与政府合作,就能够在这个市场中获得优良的发展机遇。
2023年微光夜视仪行业市场规模分析

2023年微光夜视仪行业市场规模分析微光夜视仪是一种能够在低光环境下观测并增强景象亮度的成像设备,主要应用于军事、公安、安防、野外探险、夜间观鸟等领域。
近年来,随着人们生活水平的不断提高和技术的不断进步,微光夜视仪行业市场规模不断扩大。
一、市场规模分析目前,国内外微光夜视仪市场规模都不小。
据国内领先的市场研究机构艾媒咨询发布的《中国微光夜视仪市场研究报告》显示,中国微光夜视仪市场规模在2018年达到了128.5亿元,同比增长率达到了17.9%。
预计未来几年市场规模还将继续保持高速增长。
除了中国市场,全球微光夜视仪市场也呈现出不俗的发展态势。
据MarketsandMarkets发布的数据显示,全球微光夜视仪市场规模在2018年达到了56.2亿美元,预计到2023年将增长到93.2亿美元,年均复合增长率高达10.6%。
二、市场需求分析微光夜视仪的应用范围相当广泛,涉及到军事、警用、安防、野外探险、夜间观鸟等多个领域。
其中,军事和警用领域是微光夜视仪的主要需求方,2018年两个领域市场占比达到了62.3%。
另外,安防和民用领域等市场的需求也在逐渐增长。
三、市场竞争分析当前,国内的微光夜视仪厂商众多,市场竞争激烈。
其中,较大的厂商主要包括普利制药、南京上研光电、四川九鼎光电、华润微光等。
这些公司在技术研发、市场拓展、产品质量等方面较为成熟,并在市场上占据较大的份额。
同时,一些新兴的企业也在加快技术研发和市场拓展步伐,逐渐崭露头角。
四、市场趋势分析未来,微光夜视仪市场的发展趋势将主要体现在以下几个方面:1.技术升级和创新:随着技术的不断进步,微光夜视仪的性能和功能会不断提升,例如像素、清晰度、内存等方面的改进。
2.配套的智能化、自动化技术:未来,微光夜视仪将更多地与人工智能、自动化、大数据等技术结合,提高利用效率以及观察准确度,有效提高市场受欢迎度。
3.行业竞争升级:众多的微光夜视仪生产厂商之间的竞争将更加激烈。
2023年夜视仪行业市场分析现状

2023年夜视仪行业市场分析现状夜视仪(Night Vision Device,NVD)是一种能够提供夜晚观察的设备,通过增强低光条件下的可见光来增强人眼的感知能力。
夜视仪主要由一套光学透镜系统、图像增强器以及显示器组成,可以在光线较暗或完全没有光的环境下提供清晰的观察图像。
夜视仪行业是一个充满潜力的市场,随着技术的发展和市场需求的增加,夜视仪行业的发展前景广阔。
以下是夜视仪行业市场分析的现状:1. 市场规模扩大:随着人们对安全意识的提高和战争环境的变化,夜视仪在军事、安全、狩猎和户外活动等领域的需求日益增加。
根据市场研究机构的数据,夜视仪市场规模从2015年的60亿美元增长到2020年的120亿美元,并有望在未来几年保持较高的增长速度。
2. 技术不断创新:夜视仪行业在技术方面有很大的发展空间。
目前,主流的夜视仪技术包括电子放大管(Electro-Optical Image Intensifier,EOII)和热成像技术(Thermal Imaging,TI)。
此外,随着纳米技术和人工智能的发展,夜视仪在图像清晰度、夜视距离和便携性方面的性能也在不断提高。
3. 应用领域广泛:夜视仪不仅在军事领域有广泛应用,还在警察、消防、救援、狩猎、户外运动、夜间巡逻和观光等领域起着重要作用。
特别是在军事领域,夜视仪被用于夜间作战、侦察、情报收集、导航和空中作战等任务。
4. 市场竞争加剧:夜视仪行业竞争激烈,主要的竞争对手包括FLIR Systems、L3 Technologies、BAE Systems和Elbit Systems等公司。
这些公司在技术研发、产品创新和市场拓展方面投入了大量资源,并且通过合作和收购来扩大市场份额。
5. 中国市场潜力巨大:中国作为世界上人口最多的国家之一,拥有庞大的安防市场。
随着人民生活水平的提高和对安全的关注度,夜视仪在中国市场的需求也逐渐增加。
中国政府也在加大对军事和安全领域的投资,对夜视仪行业提供了良好的发展机遇。
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微光夜视技术的发展现状及民用领域拓展作者:李金平,王云,张洋来源:《中国军转民》 2016年第10期李金平王云张洋微光夜视技术是现代军用光电子高新技术之一,在局部战争和夜战中的地位和作用更加突出和重要。
六十多年来,伴随着科学技术的迅速发展和武器装备现代化需求的牵引,微光夜视技术取得了长足的发展。
本文在系统回顾微光夜视技术发展历程的基础上,分析了微光夜视技术未来的主要发展方向以及在民用领域的应用前景。
1. 引言随着科学技术的迅速发展,现代战争早已突破人类视觉的限制。
夜间战争已成为拥有先进夜视技术的一方迅速取得对战胜利的决定性因素。
作为夜视技术的两大关键支撑技术之一,微光夜视技术是研究夜间微弱照度条件下对目标进行探测、观察、识别、定位、记录的一类高新技术,具有体积小、重量轻、图像清晰、隐蔽性强等特点,是目前夜战武器装备中使用最广泛的技术。
自上世纪50 年代开始,微光夜视技术取得了巨大的进展,从零代发展到三代、四代产品,已形成多个品种规格的系列化、批量化配套。
在科学技术日新月异的今天,新材料、新技术、新工艺的层出不穷,为微光夜视技术的发展带来了机遇和挑战。
微光夜视技术在下一阶段将如何发展,成为微光夜视技术行业共同关注的热点话题。
本文在深入回顾、分析国内外微光夜视技术发展历程的基础上,分析了微光夜视技术未来主要的技术发展方向及潜在的应用领域拓展。
2. 微光夜视技术的发展历程微光夜视技术包括了微光夜视仪的总体技术和微光夜视器件的设计和工艺研究等方面内容,其核心是微光像增强器(微光像管)的研究。
一般来讲,微光像增强器的发展历程就代表了微光夜视技术的发展历程。
从五十年代第一个微光像增强器的研发开始,可以根据其特征技术分为零代、一代、二代(超二代)、三代(高性能三代)、四代等不同阶段。
2.1 零代微光夜视技术上世纪40、50 年代最早出现的像管以Ag-O-Cs 光阴极、电子聚焦系统和阳极荧光屏构成静电聚焦二极管为特征技术的像管被称为“零代变像管”。
其阴极灵敏度典型值为60μA/m,将来自主动红外照明器的反射信号转变为光电子,电子在16kV 的静电场下聚焦,能产生较高的分辨力(57lp/mm ~ 71p/mm),但体积、重量比较大、增益很低。
2.2 一代微光夜视技术一代微光夜视技术在上世纪50年代出现,成熟于60 年代。
伴随着高灵敏度Sb-K-Na-Cs多碱光阴极(1955 年)、真空气密性好的光纤面板(1958 年)、同心球电子光学系统和荧光粉性能的提升等核心关键技术的突破,真正意义上的微光夜视仪开始登上历史舞台。
它的光电阴极灵敏度高达180μA/m~200μA/m,一级单管可实现约50 倍亮度增益。
由于采用光纤面板作为场曲校正器改善了电子光学系统的成像质量和耦合能力,使得一代微光单管三级耦合级联成为可能,使亮度增强104倍以上,实现了星光照度(10-3Lx)条件下的被动夜视观察,因而一代微光夜视仪也被称为“星光镜”。
1962 年,美国研制的AN/PVS-2 型一代微光夜视仪,其典型性能为:光阴极灵敏度≥ 225μA/m,分辨率≥ 30lp/mm,增益≥ 104,噪声因子1.3。
第一代微光夜视技术属于被动观察方式,其特点是隐蔽性好、体积小、重量小、图像清晰、成品率高,便于大批量生产,缺点是怕强光、有晕光现象。
2.3 二代微光夜视技术1962 年前后通道式电子倍增器——微通道板(MCP)的研制成功,为微光夜视技术的升级提供了基础。
经过长期探索,第二代微光夜视仪于1970 年研制成功,它以多碱光阴极、微通道板、近贴聚焦为特征技术。
尽管仍然使用Sb-K-Na-Cs 多碱光阴极,但随着制备技术的不断改进,光阴极灵敏度(>240μA/m)和红外响应得到大幅提升。
1 片MCP 便可实现104 ~105 的电子增益,使得一个带有MCP 的二代微光管便可替代三个级联的一代微光管,并利用MCP 的过电流饱和特性,从根本上解决了微光夜视仪在战场使用时的防强光问题。
二代管自上世纪70 年代批产以来,现以形成系列化,和三代管一起成为美欧等发达国家装备部队的主要微光夜视器材。
其典型性能为光阴极灵敏度225 ~400μA/m,分辨率≥ 32 ~ 36lp/mm,增益≥ 104,噪声因子1.7 ~ 2.5。
2.4 三代微光夜视技术第三代微光夜视器件的主要技术特特征是高灵敏度负电子亲和势光阴极、低噪声长寿命高增益MCP和双冷铟封近贴。
三代管保留了二代管的津贴聚焦设计,并加入了高性能的GaAs 光阴极,其量子效率高、暗发射小、电子能量分布集中、灵敏度高。
为了防止管子工作时的例子反馈和阴极结构的损坏,在MCP 输入端引入一层Al2O3 或SiO2 防离子反馈膜,大大延长了使用寿命。
其典型性能为:光阴极灵敏度800 ~2000μA/m,分辨率≥ 48lp/mm,增益104 ~ 105,寿命> 7500 小时,视距较二代管提高了50% ~ 100%。
三代微光夜视仪的优势是灵敏度高、清晰度好、体积小、观察距离远,但工艺复杂、技术难度大、造价昂贵,限制了其大规模批量化使用,整体装备量与二代管相当。
2.5 超二代微光夜视技术“超二代微光夜视技术”借鉴了三代管成熟的光电发射和晶体生长理论,并采用先进的光学、光电检测手段,使多碱阴极灵敏度由二代微光的225 ~400μA/m,提高到600 ~800μA/m,实验室水平可达到2000μA/m。
同时扩展了红外波段响应范围(达到0.95μm),提高了夜天光的光谱利用率,分辨力达到38lp/mm,噪声因子下降70%,夜间观察距离较二代提高了30 ~ 50%。
整体性能与三代管相当,做到先进性、实用性、经济性的统一。
同时,超二代技术正由平面近贴管向曲面倒像管发展,探测波段继续延伸,性能将会进一步提高,有可能解决主被动合一、微光与红外融合的问题,具有极大的发展潜力和广泛的应用前景。
2.6 四代徽光夜视技术四代微光夜视技术的核心技术包括去掉防离子反馈膜或具有超薄防离子反馈膜的MCP 和使用自动门控电源技术的GaAs 光阴极。
经过工艺技术的改进,四代管的阴极灵敏度达2000 ~3000μA/m,极限分辨力达60 ~ 90lp/mm,信噪比达25 ~ 30,且改进了低晕成像技术,在强光(105lx)下的视觉性能得到增强。
1998 年美国Litton 公司首先研制成功无膜MCP 的微光管,在目标观测距离、分辨力等方面表现出的优异性能,成为微光夜视技术领域的热点。
3. 微光夜视技术的主要发展方向可以看出,微光夜视技术的发展离不开光电阴极、光纤面板、微通道板、封接材料等核心材料的技术突破。
随着微机械加工技术、半导体技术、电子处理技术的不断发展,微光夜视技术已突破传统微光像增强器的技术范畴,形成一些新的技术动态和发展方向。
3.1 新一代高性能微光夜视技术以无防离子反馈膜的体导电玻璃MCP 和使用自动门控电源技术的GaAs 光阴极为特征的四代微光夜视技术代表了当前传统微光像增强器领域的主要发展方向,即大视场、高清晰、远视距、长寿命、全天候、多功能等方向发展,也对基础原材料提出了更高的要求:宽光谱响应、高动态范围、高分辨力、高信噪比、低缺陷等。
当前,国际上主要微光夜视技术的研发企业在4 微米硬光纤传像元件、高增益超小孔径微通道板、体导电玻璃微通道板、高灵敏度长寿命GaAs 光阴极等核心产品方面均取得重大突破,部分已实现工程化批量制备,相信在未来的10 ~ 20 年内新一代高性能微光像增强器将成为传统微光夜视领域的主流产品。
3.2 微光与红外融合夜视技术微光与红外是夜视技术的两大重要分支,除了二者的原理、成像特点和性能方面的不同之外,单从应用环境上来看:微光夜视可以应用于山区、沙漠等热对比度小的环境,而红外夜视在雾霾、雨雪等低能见度环境下具有明显优势,可见二者互有利弊、互相补充、不可替代,研究微光与红外融合技术是当前夜视技术的重要发展方向之一。
在实现技术手段上有两种主要方式,均取得了比较良好的效果:一是拓展光敏元件的光谱响应范围,提升在近红外区的光谱利用率(图1);二是以综合传感器技术、图像处理技术、信号处理技术等多种技术实现微光图像与红外图像的融合(图2)。
3.3 数字化微光夜视技术数字微光夜视技术是微光夜视技术领域的最新进展,是能将微弱的二维空间光学图像, 转换为一维的数字视频信号,并再现为适合人眼观察的技术,涉及图像的光谱转换、增强、处理、记录、储存、读出、显示等物理过程,通过数字技术手段,改造、提高、丰富了微光夜视技术,是现代信息化战争的关键技术之一。
该技术是把微光像增强器通过光纤光锥或中继透镜与CCD或CMOS 等固体视频型图像传感器耦合为一体,实现微光图像转变为数字信号传输,如图3 所示。
近年又相继出现了电子轰击CCD、电子倍增CCD(EMCCD,图4 所示)、背照CCD等多种新技术且发展迅速。
3.4 全固体微光夜视技术传统的微光像增强器属于电真空器件,对元件气密性和真空封结技术要求严苛,生产工艺复杂、合格率低、成本很高。
随着科学技术的发展,一种新型的全固体微光夜视技术悄然兴起,并迅速成为国内外研究热点,代表了微光夜视技术的未来发展趋势。
图4 所示的EMCCD 便是一种全固体的微光夜视视频器件,工作时先将图像信号转换为视频信号,在视频信号和读出电路之间增加一个信号倍增电路,放大微弱输入信号的同时达到达到改善信噪比的目的。
其核心是基于p 型Si 高压反偏置二极管雪崩电子倍增(APD)原理的“扩展型雪崩电子倍增寄存器”,即在增益寄存区中通过瞬时反偏压技术,导致半导体形成耗尽层,该层中的少数载流子(光电子)在传输过程中,以高的能量碰撞电离,一个电子碰撞产生两个以上的新电子,多次碰撞诱发雪崩式电子倍增,完成信号电子在输出前的低噪声预放大功能,从而能实现在较低照度场景下工作。
在EMCCD 研发方面,国内尚处于起步阶段,与美、英、俄等发达国家差距明显,部分产品如图5 所示。
另一类重要的全固体微光夜视器材是InxGa1-xAs 微光器件,以其自身极高的夜天光光谱响应效率和响应灵敏度达到优良微光成像性能。
典型InxGa1-xAs 微光器件的光谱响应波段覆盖0.87 ~ 3.5μm,光谱利用率高、成像细节分辨力、对比度高,响应时间达到飞秒级。
3.5 微光夜视技术的应用领域拓展长期以来,军用武器装备的发展需求推动了微光夜视技术的快速发展,并且由传统的单兵武器、车载、机载、舰载微光夜视领域拓展到巡航导弹、空间探测、核诊断等新领域。
在当前军民融合深度发展的大背景下,微光夜视技术迎来了新的机遇,在城市夜间安防、野外夜间科学考察、夜间安全驾驶、矿井抢险救灾、OLED 微显示器等领域也将发挥重要作用,应用前景广阔。