微光像增強器簡介
微光像增強器是微光夜視系統的核心部件。整個微光夜視系統包括光學成像鏡頭組、微光像增強器、後置處理系統。其中微光像增強器為最重要的一環。迄今為止已經出現了一代微光像增強器、二代微光像增強器、三代微光像增強器和四代微光像增強器。不同代的微光像管構造不同，但主要包括如下部分：光陰極（Photocathode）、防離子反饋膜（Ion Barrier Film）、微通道板（Micro Channel Plate）和螢光屏（Fluorescent Screen）。整個管子為真空器件。一代微光像增強器
1955年，A．Sommer發現了量子效率較高的NaKSb（Cs）三光陰極，它在可見光到近紅外有很好的光譜回響，使低照度下高效光電轉換成為可能。同時50年代初期P. Schangen研究的同心球電子光學系統和1958年E. E. Sheldon發明的纖維光學面板，為電子信號的增強奠定了技術基礎。在60年代中期，以高效率光電陰極、光纖面板耦合的級聯式像增強器問世，被稱為第一代微光像增強器（一代管）。實際套用時候需要三隻管子級聯在一起。它一出現便成為夜視領域的發展重點，逐漸替代了較早套用的主動紅外夜視技術。1966年美軍曾在越南戰爭開始使用，1970年開始批量生產並裝備部隊。
第一代管存在一些弱點，一是怕強光，難以在戰火紛飛的條件下使用；二是三級級聯管器件尺寸太大，限制了它在輕武器中的使用。
二代微光像增強器
第二代微光像增強器（二代管）於上世紀70年代初期開始研製。它的主要技術特徵是微通道板的發明並引入到單級微光像管中。第二代微光像增強器有兩種結構：靜電聚焦式，如下圖所示，和雙近貼聚焦薄片式（簡稱近貼式），如圖1-5所示。由多鹼光陰極、電子光學系統、微通道板（MCP）和螢光屏組成。美、德、法、英、荷蘭、以色列等許多技術先進的國家均可以生產二代產品，自80年代以後，這些國家基本上用二代產品取代了一代產品。我國同樣可使生產二代，乃至超二代產品。
三代微光像增強器
砷化鎵負電子親和勢（NEA）光陰極的發展在微光領域引發了一場巨大的革命。這類Ⅲ-Ⅴ族半導體光陰極的顯著特點就是靈敏度高，可通過陰極材料組分和結構設計，滿足紅外相應的波段。將透射式GaAs光陰極和帶三氧化二鋁防離子反饋膜的長壽命、低噪聲微通道板和螢光屏構成的雙近貼結構，即為第三代微光像增強器（三代管），如下圖所示。與二代管相比，三代管靈敏度增加了4-8倍，壽命延長了3倍多，對夜間星光光譜的利用率顯著提高。第三代產品於70年代初開始研究，80年代美軍開始裝備部隊。目前美國研製出的第三代產品只限於向北約、韓國、日本、以色列和澳大利亞出售。
第三代微光像增強器的特徵是採用砷化鎵光陰極和帶有防離子反饋膜的微通道板。防離子反饋膜可以防止正離子反饋，減小反饋離子對光電陰極的轟擊，延長了像管的壽命，但同時也一定程度像減少了像管的信噪比和解析度。
四代微光像增強器
90年代末期，美國ITT夜視公司和利頓（Litton）電光系統公司提出了第四代微光像增強器（四代管）。1997年，陸軍部資助以上兩家公司同樣的經費，開始研究此項工作。1998年初，利頓公司首先成功研製出了工作壽命可與標準三代管（10000小時）相當的第四代微光像增強器的樣管。2000年末，通過了美軍陸軍合格檢驗試驗。四代管的主要特徵是採用無膜新型高性能微通道板和前近貼自動門控電源。二十多年前曾經有人提出使用體導電玻璃材料製作MCP的思想，但是由於材料的化學特性和玻璃成型工藝的限制而未能實現。據報導，直到20世紀末期，美國的研究表明，磷酸玻璃能滿足體導電玻璃MCP的要求。四代微光像增強器的結構同三代微光像增強器基本一致，總的來說，四代微光像增強器的兩個最大的特點就是體導電MCP和自動脈衝門控電源。四代微光像增強器的MCP已經達到了無膜卻可以防離子反饋的技術層次。體導電材料的使用大大的減少了離子反饋，使得無需使用IBF。這樣便增加了信噪比，提高了圖像質量。 四代微光像增強器信噪比高、探測距離和解析度都相對三代提升了很多。成像相當的清晰。
微光像增強器的發展現狀
目前對微光像增強器技術研究最活躍、生產水平領先的國家是美國和俄羅斯。他們在微光像增強器的靈敏度、分辨力和信噪比等方面的研究成果為世界微光夜視技術的更新換代作出了重要貢獻。在像增強器產品生產方面，以美國的ITT公司為代表的企業主要研究生產第三代、超三代微光像增強器，他們在標準三代的基礎上，發展了Omlibus III、Omlibus IV和Omlibus V三代微光像增強器；以荷蘭DEP公司和法國的Philips公司為代表的企業主要生產超二代、高性能微光像增強器，他們基於三代像增強器GaAs光陰極材料、工藝和理論，改進光陰極結構、激活工藝等，推出了SHD-3TM、XD-4TM和XR5TM等一系列超二代、高性能像增強器。這些高性能像增強器代表著當今世界夜視技術的領先水平。中國的微光夜視技術於上個世紀60年代開始起步，在將近50年的時間裡迅速發展，已初步具備生成一代、二代、超二代微光像增強器的能力。中國三代微光像增強器的研究水平也已達到美國標準三代像增強器的水平。但是由於中國微光夜視技術起步較晚，與國外的先進水平還存在很大差距。主要表現在：在微光夜視技術基礎理論和工藝研究方面相對薄弱；在微光設備製造方面落後於先進國家水平。因此，需要在探索微光關鍵材料、研究紅外轉換微光像增強器、研製高性能紫外像增強器等多方面做出努力，突出技術創新，促進高速跨越式發展，大大加強像增強器技術的發展力度，從而逐漸縮短與國外先進水平的差距。
