Классификация ПНВ на «поколения» условна, и связана в первую очередь с этапами развития самой усилительной трубки. Не существует четкого определения или стандартизации термина «поколение». Рассмотрим каждое поколение в отдельности и попытаемся понять, чем следующее поколение лучше предыдущего.
0 поколение
Приборы этого поколения были настолько неэффективны при низком освещении, что постоянно нуждались в сильном дополнительном ИК освещении. В этом случае в большей степени происходит преобразование (ИК) светом, а не усиление изображения. У ИК освещения было два больших недостатка: во-первых, это громоздкий источник питания ИК прожектора, во-вторых, сам прожектор был заметен издалека другими пользователями ПНВ. Достоинство усилителей 0-го поколения – это большая чувствительность в глубокой ИК области. Однако из-за химических свойств покрытий срок жизни был невелик. Тогда еще не было автоматической защиты светочувствительных частей и плюс ко всему оставалось послесвечение от ярких объектов.
1-е поколение
С появлением, так называемых, многощелочных фотокатодов возросла светочувствительность ЭОП, так что теперь, в большинстве случаев, дополнительное ИК освещение было не нужно. Такие ЭОП работают в нижнем ИК диапазоне / верхней видимой области. Усиление гораздо больше, чем у 0-го поколения, но все же отстает от современных 2-го и 3-го поколений. Удовлетворительное послесвечение было достигнуто путем увеличения пути ускорения, что в свою очередь увеличило системные искажения и сделало прибор более габаритным. Частично в целях увеличения освещенности были соединены три усилительных трубы (2-3-ступенчатые трубы). Это сделало картинку ярче, но менее четкой и контрастной. Кроме того, при переходе от одной трубы к другой терялось больше (световой) информации и ошибки увеличивались многократно. Срок службы усилительной трубки (около 1000-2000 ч.) вырос по сравнению с 0-м поколением. Улучшения существовали также в отношении короткого послесвечения люминесцентного экрана. Тем не менее все также отсутствовала автоматическая защита ЭОП от ярких вспышек (особенно это сказывалось во время боевых действий).
2-е поколение
Начиная с середины 60-х годов с появлением МКП произошел переход на более современные ЭОП. Таким образом, принцип работы усилительной трубы на ускорение электронов был дополнен их умножением. МКП состоит из более чем 2 миллионов параллельных и слегка наклоненных относительно оси ЭОП микроканалов. Количество микроканалов на пластине определяет разрешение изображения. Благодаря принципу работы МКП достигается гораздо более сильное усиление картинки, чем это было возможно в предыдущих поколениях. К тому же появилась системная защита от вспышек: МКП имеет естественный потолок эмитированных электронов, так что яркий свет не приведет к сожжению ЭОП. Кроме того размеры и вес приборов стали гораздо меньше благодаря МКП. Срок службы увеличился до 2500-5000 ч., а вместе с проблемой послесвечения устранили и искажения изображения.
2+ поколение и супер-поколение
Это усовершенствованное 2-е поколение с измененными МКП, фотокатодом и люминесцентным экраном. Фоновый шум был сокращен. Новый фотокатод S-25 лучше реагировал на ИК излучение, а измененная фосфорная смесь экрана дала более светлое и контрастное изображение. Для ЭОП 2 супер-поколения при помощи нового фотокатода S-20R чувствительность была расширена на дальний ИК спектр. Улучшение МКП и люминесцентного экрана (P-22) привело к увеличению качества приборов, таким образом супер-поколение стало сравнимо с американским 3-им поколением.
3-е поколение
Термин «3-е поколение» используется главным образом американскими производителями для того, чтобы подчеркнуть специальное фотокатодное покрытие на основе арсенида галлия.
Прогресс этой ступени развития основывается как на дальнейшем улучшении управляющей электроники, МКП и люминесцентного экрана, так и на новом покрытии фотокатода. Смесь элементов галлия и мышьяка дала значительное увеличение светочувствительности. Первый GaAs-фотокатод был сделан в конце 80-х годов и нашли свое первое применение в войне в Персидском заливе в 1991г. Количество микроканалов возросло до 6-12 млн. Для увеличения срока службы усилительных труб (около 10000 ч.) использовалось покрытие из оксида алюминия, которое хоть и защищало чувствительные элементы, но в то же время сокращало количество эмитированных электронов. Современные ЭОП 3-его поколения имели преимущество над 2-ым поколением в первую очередь в условиях низкой освещенности.
4-е поколение или перспективы развития
В настоящее время американские войска оснащены т. н. «filmless» или «thin filmed» трубами, которые очень чувствительны в глубокой ИК зоне. У этих ЭОП увеличено время жизни (около 15000 ч.) и, также улучшена защита от яркого света. Но не смотря на то, что достигнута большая производительность, производители не уверены, что эти ЭОП могут быть официально признаны 4-м поколением.
Последние европейские разработки также показывают на практике неплохие результаты, они без проблем работают днем, а благодаря новым покрытиям фотокатода изображение становится все качественнее.
Перспективы развития ПНВ
Многообещающее будущее для новых поколений ПНВ заключается в увеличении поля зрения, уменьшении размеров приборов, а также в комбинировании ПНВ и тепловизоров. Благодаря новым светочувствительным покрытиям из наночастиц успешно проводятся эксперименты в направлении улучшения и уменьшения. Современные ПЗС-системы в настоящее время не в состоянии заменить классические вакуумные усилительные трубы. Но можно быть точно уверенным, что какие-то интересные прототипы от частных производителей или государственных учреждений держатся в тайне и постепенно тестируются.
