微光夜視（Low-Light-Level Night Vision, LLLNV）是一種利用微弱環境光（如月光、星光或大氣輝光）進行夜間觀測的技術。其核心原理是通過光電轉換和信號增強，將人眼難以分辨的低照度場景轉換為清晰可見的圖像。微光夜視儀廣泛應用于軍事偵察、安防監控、野生動物觀測等領域。

（圖源網絡，侵刪）

一、微光夜視儀的基本組成

微光夜視儀主要由以下核心組件構成：光學系統（物鏡、目鏡、中繼透鏡等）、像增強器（光電陰極、微通道板MCP、熒光屏）、電源及控制電路、機械結構（外殼、支架等）。

其中，光學鏡片的質量直接影響夜視儀的成像清晰度、視場角、透光率等關鍵性能指標。

二、微光夜視光學系統原理

微光夜視儀的光學系統負責光信號的采集、傳輸和成像，其工作原理可分為以下幾個階段：

1.光信號采集:環境中的微弱光線（0.001~0.1 lux）通過物鏡進入系統，物鏡通常采用大光圈設計（如f/1.0~f/1.4），以最大化光通量。

2.光電轉換:光線聚焦到光電陰極（如GaAs或S-25材料），光子激發電子逸出，形成電子流。光電陰極的量子效率（QE）通常在15%~30%，影響夜視儀的靈敏度。

3.電子倍增:電子經過微通道板（MCP）進行倍增，增益可達103~10?倍，提高信號強度。

4 熒光成像:倍增后的電子轟擊熒光屏（如P43或P45熒光粉），轉換為可見光圖像（通常為綠色，因人眼對555nm波長最敏感）。

5.目鏡觀察:最終圖像通過目鏡放大，適配人眼觀測，或由數碼傳感器記錄。

（透鏡）

三、微光夜視光學鏡片關鍵技術分析

光學鏡片是微光夜視儀的核心部件之一，其設計直接影響成像質量。下面從物鏡、中繼透鏡、目鏡三個方面詳細分析。

1.物鏡負責收集環境光，其關鍵參數包括：

焦距（f）：通常在25~100mm，影響放大倍率和視場角。

光圈（F數）：f/1.0~f/1.4，確保低照度下足夠進光量。

透光率：需>90%，采用多層增透膜（如MgF?、SiO?鍍膜）。

視場角（FOV）：典型值為30°~60°，廣角設計可提升觀測范圍。

材料：高折射率光學玻璃（如BK7、SF11）或樹脂鏡片，減少色差。

2.中繼透鏡（部分型號采用）

在像增強管與目鏡之間，部分夜視儀采用中繼透鏡優化光路，要求：

低畸變：確保圖像幾何保真度。

高透過率：減少光損失，提升信噪比（SNR）。

緊湊設計：適應便攜式夜視儀的尺寸限制。

3.目鏡設計

目鏡用于放大圖像并適配人眼觀測，關鍵參數包括：

放大倍率：通常為1×~10×，軍用夜視儀常用3×~6×。

出瞳距離：15~25mm，確保戴防毒面具仍可觀察。

屈光度調節：±5D，適應不同視力用戶。

眼罩設計：減少雜散光干擾，提升觀測舒適度。

四、鏡片材料與鍍膜技術

鏡片材料選擇

光學玻璃（如BK7、K9）：高透光率、低色散，適用于高精度物鏡。

樹脂鏡片：輕量化，抗沖擊，適用于便攜設備。

石英玻璃：耐高溫，適用于特殊環境。

鍍膜技術

增透膜（AR Coating）：減少反射損失，提升透光率（如MgF?鍍膜）。

防水防霧膜：提升惡劣環境適應性。

耐磨涂層：金剛石鍍膜（DLC）增強鏡片耐久性。

（增透透鏡）

五、微光夜視鏡片的性能指標

六、未來發展趨勢

自由曲面光學：提升廣角成像質量，減少邊緣畸變。

超表面透鏡：利用納米結構調控光線，實現更輕薄設計。

智能鍍膜：自適應環境光調節透光率，優化動態范圍。

多光譜融合：結合微光與熱成像，提升全天候觀測能力。

微光夜視光學鏡片是夜視儀的核心組件，其設計直接影響成像清晰度、低照度適應性和用戶體驗。通過優化物鏡、目鏡的光學參數，采用高透光率材料和先進鍍膜技術，現代微光夜視儀可在極暗環境下提供清晰的觀測能力。未來，隨著新材料和光學制造技術的進步，微光夜視鏡片將朝著更輕、更智能、更高性能的方向發展。