В чем заключается отличие прицелов 1-го поколения от прицелов поколения 1+

09.12.2016

 


Сначала разберемся в классификации поколений ПНВ. Здесь существует определенная путаница между производителями и продавцами ПНВ. Принятая среди специалистов в области разработки и производства ПНВ классификация ПНВ по поколениям такова:

  •  Поколение 0 – использование одно-, 2-х или 3-х камерных ЭОП с многощелочным фотокатодом (рабочая область спектра 0,4 – 0,8 мкм) или кислородно-серебряно-цинковым фотокатодом (рабочая область спектра 0,4 – 1.1 мкм), в стеклянном корпусе, с выносным высоковольтным источником питания (ВИП), соединяемым с ЭОП высоковольтным кабелем. Стеклянный корпус требует защитного герметизированного кожуха для работы в условиях механических нагрузок. Кроме того, излучение с фотокатода рассеивается в стекле корпуса ЭОП. Этот рассеянный свет накладывается на полезное изображение и снижает его контраст. Разрешающая способность резко падает от центра поля зрения к его краям (в 5 раз). Интегральная чувствительность многощелочного фотокатода – 150 – 200 мкА/лм. 

 

  • Поколение 1 – использование ЭОП одно-, 2-х или 3-х модульных ЭОП с многощелочным фотокатодом с увеличенной инфракрасной (ИК) чувствительностью, в металлокерамическом корпусе, со встроенным ВИП и с наличием волоконно-оптических деталей (ВОД) на входе и выходе ЭОП. Если ЭОП поколения 0 – неразъемные соединения, и в случае выхода из строя одной камеры бракуется весь ЭОП, то для ЭОП поколения 1 достаточно просто заменить вышедший из строя модуль на годный. Соединение модулей осуществляется с помощью ВОД, стыкуемых на оптическом контакте. Наличие металлокерамического корпуса вместо стеклянного исключает воздействие рассеянного света на полезное изображение и позволяет повысить прочность ЭОП к механическим нагрузкам. Интегральная чувствительность фотокатода – 250 – 300 мкА/Лм. Рабочая область спектра 0,4 – 0,9 мкм (продлена в ИК область спектра).

 

  • Поколение 2 – использование одномодульных ЭОП в металлокерамическом корпусе с многощелочным фотокатодом и с микроканальной пластиной (МКП). ЭОП - инверторного типа (с оборачиванием перевернутого на фотокатоде изображения в прямое на экране с помощью электронной оптики ЭОП). ВИП встроенный. На входе и выходе – ВОД. Один такой модуль ЭОП поколения 2 эквивалентен по коэффициенту усиления яркости 3-х модульному ЭОП поколения 1, но имеет массу всего 350 г вместо 850 г и длину всего 65 мм вместо 202 мм ЭОП поколения 1. Благодаря МКП улучшается сопротивление засветкам, т.к МКП имеет нелинейную световую характеристику, при больших световых нагрузках входит в насыщение и ограничивает возрастание тока, возникающего под воздействием излучения помехи. Интегральная чувствительность фотокатода – 250 – 300 мкА/Лм. Рабочая область спектра 0,4 – 0,9 мкм.

  •   Поколение 2+ - использование бипланарных ЭОП в металлокерамическом корпусе. с МКП (без инвертирования в электронной оптике, с плоскопараллельным переносом электронов в электростатическом поле между фотокатодом и экраном, без оборачивания изображения (на входе и на выходе стекло, а на экране перевернутое изображение), или с оборачиванием изображения (на входе стекло, на выходе ВОД с оборачиванием изображения на 180º - так называемый «твистер», создающий на экране ЭОП прямое изображение). ВИП встроенный. Интегральная чувствительность фотокатода – 400 – 500 мкА/Лм. Рабочая область спектра 0,4 – 0,9 мкм. Масса ЭОП стекло-стекло 55 г, стекло-ВОД – 100 г.

 

  •  Поколение 2++ (или Super Gen) – тот же бипланарный ЭОП с МКП, что и в поколении 2+, но с использованием многощелочного фотокатода с повышенной интегральной чувствительностью – 600 – 800 мкА/лм. Рабочая область спектра 0,4 – 0,9 мкм. Масса ЭОП стекло-стекло 55 г, стекло-ВОД – 100 г.
     
  •  Поколение 3 – тот же бипланарный ЭОП с МКП, но с использованием фотокатода с отрицательным электронным сродством на основе арсенида галлия (GaAs) с повышенной чувствительностью - 1800 – 2200 мкА/лм и с ионно-барьерной пленкой, защищающей фотокатод от воздействия положительно заряженных ионов. Но эта же пленка вызывает рассеяние электронов и снижение отношения сигнал/шум. По сравнению с поколениями 2+ и 2++ Фотокатод ЭОП поколения 3 хуже сопротивляется засветкам.

 

  •  Поколение 3+ - тот же ЭОП поколения 3, но с использованием фотокатода на основе соединения индий-галлий арсенид (InGaAs), работающий в области спектра 0,4 – 1,3 мкм. В этой области спектра выше уровень природных контрастов и соответственно выше дальность действия ПНВ. Кроме того, можно визвизуализировать излучение лазерных целеуказателей-дальномеров, работающих на длине волны 1,06 мкм. Интегральная чувствительность фотокатода – 1400 – 1600 мкА/Лм.
     
  •  Поколение 4 – ЭОП поколения 3, но без ионно-барьерной пленки, с импульсным ВИП. Дело в том, что ионно-барьерная пленка, , ухудшает отношение сигнал шум, но без нее возможно повреждение фотокатода положительно заряженными ионами. Но если ВИП работает в импульсном режиме, то за время действия короткого импульса высоковольтного напряжения сравнительно малоподвижные ионы не успевают достигнуть фотокатода, а более подвижные электроны успевают достигнуть экрана, создавая изображение. Поэтому можно устранить ионно-барьерную пленку и повысить тем самым отношение сигнал/шум. Кроме того, частота работы ВИП автоматически меняется в зависимости от уровня естественной освещенности, расширяя тем самым динамический диапазон работы ПНВ по освещенности. Интегральная чувствительность фотокатода – 1800 – 2200 мкА/Лм.
     
  •  Поколение 5 – ЭОП поколения 4, но вместо фотокатода на основе арсенида галлия используется фотокатод на основе соединения InGaAs и барьеров Шоттки, работающий в области спектра 0,8 – 1,7 мкм (а при термоэлектрическом охлаждении – и до 2,2 мкм). В этой области спектра не только выше уровень природных контрастов, но и уровень ЕНО, а также возрастает пропускание атмосферы, допускающее работу ПНВ при пониженной ее прозрачности (дымка, туман, дождь, снегопад, даже тактический дым). Можно визуализировать излучение лазерных целеуказателей-дальномеров с длиной волны 1,54 мкм. Это поколение находится пока еще в стадии разработки.


С этой точки зрения нельзя говорить о предлагаемых торговыми фирмами ночных прицелах и вообще ПНВ 1 поколения, т.к. фактически эти фирмы поставляют ПНВ не 1-го, а нулевого поколения с использованием однокамерных ЭОП. Поколения 1+ не существует, т.к. торговые фирмы фактически под этим названием поставляют ПНВ на базе одномодульных ЭОП 1-го поколения. 


Но, сохраняя для простоты понимания форму вопроса, отвечаю, чем ночные прицелы поколения 0 (в вопросе 1) отличаются от ночных прицелов поколения 1 (в вопросе 1+) следующим образом.


Для ПНВ поколения 1 (фактически 0) коэффициент усиления яркости 100 – 900. Это очень мало – для нормальной работы нужно не менее 25000. Разрешающая способность в центре поля зрения 25 – 40 шт/мм, на краю поля зрения она падает в 5 раз. Плохо держит механические нагрузки (если не содержит герметизирующего кожуха) и засветки. Достоинство первое и последнее – самая низкая стоимость. Такие ПНВ имеют дальность видения в нормированных условиях не более 50 – 100 м. Их могут применять только любители или в качестве игрушки. В свое время НИИ ЭПР (РФ) даже выпустил на их основе детский конструктор под названием «Собери сам ПНВ». 

Для ПНВ поколения 1+ (фактически 1) коэффициент усиления яркости из-за потерь в ВОД еще ниже – 70 – 600, но разрешающая способность доходит до 40 штр/мм, причем сохраняется одной и той же по всему полю зрения. Хорошо держит механические нагрузки и лучше противостоит засветкам. Дальность видения в нормированных условиях – до 150 м. Стоимость несколько выше, чем у ПНВ поколения 1 (0). Но ПНВ поколения 1 тоже не относится к числу высококачественных ПНВ, приемлемых для работы профессионалов.

 

Статья подготовлена на основе материалов доктора технических наук, академика Российской академии естественных наук -  Волкова Виктора Генриховича.