Відмінності міжтехнологією ЕОП Gen3 та RX5 компанії Photonis
Хоча технологія нічного бачення бере свій початок задовго до другої світової війни (1934 р.), тільки в 1970-ті роки відбувся технічний прорив.
Підсилення світла з цього моменту проводиться в три етапи:
1. Фотокатод вловлює фотони (світло) та перетворює їх в електрони.
2. Мікроканальна пластина (МКП), примножує електрони (це було нововведенням в Gen2),
3. Люмінофорний екран, перетворює примноженні електрони назад в фотони (світло).
І у всіх випадках живиться це через блок живлення, який забезпечує і контролює весь процес посилення зображення.
Хоча функціонування кожного з цих 3-х етапів втілюється кожним виробниками по-різному, в даний час всі прилади нічного бачення до сих пір працюють за цим принципом!
Виробництво всіх без винятку елементів, з яких складаються прилади нічного бачення, дуже складне (та таємне) і різниться між виробниками. Проте ми опишемо найбільш важливі відмінності.
Фотокатоди в даний час в основному виробляються двох типів:
1) з арсеніду галію (GaAs) (виробляють L3-Harris і ELBIT USA), під маркою Gen3;
2) гібридний мульти-лужний (HyMa) фотокатод, виробництва Photonis під позначенням RX5.
У фірмовій технології RX5 Photonis (представленої на ринку з 2014 року) використовується запатентований Наноструктуровані фотокатод.
Показник відношення сигнал/шум
У 2001 році уряд Сполучених Штатів постановив, що індикатор “Покоління” ЕОП-а не є визначальним фактором в продуктивності підсилювача зображення. Для цього Уряд США скасував цей термін “Покоління” в якості основи для експортного регулювання. Замість цього ключовим показником для можливості здійснення експорту став показник FOM. FOM (Figure of Merit) – це добуток розширення сенсору і показника «сигнал-шум».
Спочатку GaAs вважався більш ефективним матеріалом у виробництві ЕОП-ів, адже він має високий показник посилення світла (до 70000 раз) але це було 30 років тому. Зараз же стало зрозуміло, що відношення сигнал/шум (С/Ш) більш важливий показник. Сигнал/шум – це співвідношення кількості посиленою корисної інформації і стороннього шуму, що виник при посиленні. ЕОП з більш високим показником відношення сигналом до шуму забезпечить краще зображення в умовах низької освітленості, ніж прилад з більш низьким показником С/Ш, незалежно від матеріалу фотокатода або «Покоління».
Показник відношення сигнал/шум в ЕОП-ах Photonis (24-24) перевершує ЕОП-и з фотокатодом з GaAs (18-23)!
Не використовує іонно-бар’єрну плівка
Також стало очевидно, що матеріал GaAs набагато більш крихкий та досить швидко втрачаючи свої основні властивості, що знижує термін служби ЕОП-а. Для продовження терміну служби і захисту фотокатода з GaAs від руйнівного впливу позитивно заряджених іонів використовується іонно-бар’єрна плівка, яку необхідно встановити на MКП. Але ця ж плівка викликає розсіювання електронів і зниження відношення сигнал/шум. А також, це робить ЕОП з фотокатодом з GaAs надзвичайно сприйнятливою до лазерним опіків, що викликають незворотні пошкодження.
Для фотокатоду HyMa установка іонно-бар’єрної плівки не потрібно!
Менший ореол світіння
ЕОП з фотокатодом з GaAs дають більші ореоли. Ореоли – це круглі яскраві області навколо найяскравіших об’єктів в зображенні, наприклад, вуличні ліхтарі або фари автомобілів; погіршуючи загальні якості зображення шляхом “відбілювання” частини або всього зображення. Ореол в ЕОП з фотокатодом з GaAs зазвичай буде близько 1 мм, в той час як ЕОП RX5 без іонно-бар’єрної плівки зазвичай утворюють ореол розміром 0,7 мм. Чим менше ореол, тим більша ймовірність виявлення об’єкта (особливо в міському середовищі).
Зменшений розмір ореолу в підсилювачі зображення RX5 забезпечує більш чітке (менш затуманене) зображення цілей в джерелах світла.
Автоматичне стробіювання (Аuto gating)
Блок живлення (БП) RX5 підтримує швидкісне автоматичне стробіювання (Аuto gating). Аuto gating – це електронна функція, яка контролює напругу, що подається на фотокатод і МКП в такому порядку, щоб підтримувати оптимальну продуктивність підсилювача зображення в будь-яких умовах освітлення.
Аuto gating дозволяє оптимально працювати при будь-яких умовах освітлення, як при максимально можливій яскравості, так і при динамічних умовах освітлення (наприклад, світлові спалахи вибуху, раптове освітлення в темній кімнаті і т.д. Це особливо актуально при експлуатації на полі бою, в міських умовах або в закритих будівлях.
Типове перевага даної технології найкраще відчувається при використанні прицілу для зброї, який відчуває спалах полум’я під час пострілів. Аuto gating дозволить уникнути тимчасової сліпоти, яка виникає при використанні стандартних ЕОП-ів і дозволяє оператору постійно дивитися на ціль.
 |
Зображення вибухів з
Аuto gating |
 |
Зображення вибухів без
Аuto gating |
З огляду на свої особливі завдання, підрозділи поліції і групи по боротьбі з тероризмом високо цінують цю унікальну електронну функцію. Так як операторам регулярно доводиться виходити з умов низької освітленості в більш яскраву середовище, наприклад, при виході з будівлі.
Висновки
Хоча функціонування ЕОП-ів втілюється кожним виробниками по-різному, в даний час всі прилади нічного бачення до сих пір працюють за одним принципом.
На відміну від більшості виробників, які виробляють фотокатоди на основі арсеніду галію (GaAs), компанія Photonis пішла своїм шляхом і розвиває виробництво гібридних мульти-лужних (HyMa) фотокатодів, що дало ряд переваг:
– показник відношення сигнал/шум в ЕОП-ах Photonis (23-25) перевершує ЕОП-й з GaAs фотокатодом (18-23);
– на відміну від GaAs, для фотокатода HyMa не потрібна установка іонно-бар’єрної плівки, яка викликає розсіювання електронів і зниження показнику відношення сигнал/шум;
-ЕОП-и RX5 без іонно-бар’єрної плівки утворюють менші ореоли навколо яскравих областей, маючи краще можливості для виявлення об’єкта, особливо в міському середовищі.
RX5 підтримує технологію надшвидкого автоматичного стробіювання. Ця функція допомагає справлятися з швидкими змінами рівня освітлення (як при переході з темної будівлі на вулицю) і несподіваними спалахами, будь то включення освітлення або спалаху від вибухів, при цьому запобігаючи засвічення зображення.
