Von der Hinzufügung von Teilen bis zur Verwendung brandneuer Materialien hat sich die Nachtsichttechnologie seit ihrer ersten Einführung in den 1930er Jahren stark ausgeweitet. Während sich die Langlebigkeit und Zuverlässigkeit von Nachtsichtgeräten tatsächlich stetig verbessert hat, könnte eine neue Studie zu graphenbasierten Sensoreinheiten für die Infrarot-Erkennung eine der umfangreichsten Entwicklungen der Gegenwart darstellen.
Wie sich die Nachtsichttechnologie entwickelt hat
Wie oben erwähnt, benötigten die ersten Nachtsichtgeräte aktives Infrarot, abhängig von einem Infrarot-Suchscheinwerfer zur Beleuchtung. Dieser Suchscheinwerfer projizierte einen Lichtstrahl im nahen Infrarotbereich, der von Objekten reflektiert und anschließend zur Linse des Geräts zurückgewonnen wurde.
Die Photonen der Lichtenergie wanderten danach durch eine Fotokathode, die sie in elektrische Energie umwandelte. In Verbindung mit der Kathode wurde eine Anode verwendet, um diese Elektronen zu beschleunigen. Der Beschleunigungsvorgang erhöhte die Energie der Elektronen beim Auftreffen auf das Phosphordisplay und trug so zu einem wahrnehmbaren Bild bei. Diese Technik verursachte jedoch oft verzerrte Bilder und eine viel kürzere Lebensdauer der Röhre.
In den 1960er Jahren erfolgte ein Wechsel von der Nutzung von energetischem Infrarot zu einfachen Infrarotgeräten. Anstatt auf Infrarotlicht angewiesen zu sein, waren diese neuen Werkzeuge, von denen in der Vietnamschlacht ausgiebig Gebrauch gemacht wurde, auf Umgebungslicht vom Mond und Prominente angewiesen, um richtig zu funktionieren. Während sich das Licht tatsächlich verändert hatte, blieb die in der Bildverstärkerröhre verwendete Innovation dieselbe. Daher betrafen die gleichen Probleme der Bildverzerrung sowie die eingeschränkte Lebensdauer der Röhre die moderne Technologie.
Entwicklung der Nachtsichttechnologie
Verbesserungen der Fotoauflösung gingen schließlich mit der Hinzufügung der Mikrokanalplatte zur Bildverstärkerröhre einher. Diese leitfähige Glasplatte besteht aus unzähligen winzigen Löchern und trug dazu bei, die Vielfalt der Elektronen, die durch ihren elektrischen Bereich gingen, zu vervielfachen, anstatt sie zu beschleunigen.
Wie in früheren modernen Technologien wurden Photonen beim Durchgang durch die Photokathode in Elektronen umgewandelt. Sobald die vorläufigen Elektronen auf die Mikrokanalplatte auftrafen, wurden Sekundärelektronen erzeugt, und es blieben zusätzliche Elektronen übrig, die erzeugt werden mussten, als sie mit den Wandoberflächen der Platte in Kontakt kamen, was das elektrische Signal zusätzlich verstärkte. Das Hinzufügen der Mikrokanalplatte erzeugte nicht nur hellere und auch klarere Bilder, sondern erhöhte auch die Belichtung bei Problemen mit extrem niedrigen Lichtverhältnissen.
Und danach kam eine Schwerpunktverlagerung von den Elementen selbst hin zu den Materialien, aus denen sie entwickelt wurden. Bekannt für seine Fähigkeit, Photonen erfolgreich in Elektronen umzuwandeln, war Galliumarsenid das Produkt, das letztendlich zur Herstellung der Photokathode verwendet wurde. Diese Layouttechnik entwickelte weitaus bessere Auflösungsfähigkeiten sowie eine stärkere Empfindlichkeitsstufe in Werkzeugen. Gleichzeitig wurde ein Ionenhindernis verwendet, um die Mikrokanalplatte zu schichten, wodurch die Lebensdauer der Röhre verlängert wurde.
Fortschrittliche Technologien
Sie haben vielleicht gehört, dass es als “Wundermaterial” bezeichnet wird. Seit seiner Erforschung im Jahr 2004 wurde Graphen für seine unglaubliche Ausdauer – insbesondere im Vergleich zu seinem geringen Gewicht – sowie seine Effektivität bei der Wärme- und Stromleitung geschätzt.
Aber ein weiteres besonderes Merkmal, das man bei diesem Produkt beachten sollte, ist seine Fähigkeit, das gesamte Infrarotspektrum zusätzlich zu sichtbarem und ultraviolettem Licht zu erfassen. Das dünne Material nimmt jedoch nur einen Bruchteil des einfallenden Lichts auf. Daher ist Graphen nicht in der Lage, ein elektrisches Signal zu erzeugen, das stark genug ist, um es als Infrarot-Sensoreinheit zu verwenden. Angenommen, es gäbe eine Methode, um dieses Signal zu verstärken?
