Lunettes de vision nocturne

Lunettes de vision nocturne
Daphne Wheat
M. Brisson
SNC2DF-02
31/05/2013
Il y avait plusieurs avances dans le domaine d’optique qui avaient un impact sur notre
société. Un de ces importantes inventions sont les jumelles de vision nocturne (JVN) )ou la
vision nocturne). Les JVNs ont une histoire qui commence avec la guerre de Vietnam et est
encore sous-développement à ce jour-ci.
Il y a différents types de jumelles de vision nocturne et elles sont tous classifié comme
passive ou active. Les JVNs actives fonctionnent en émettant et capturant la lumière infrarouge
et les JVNs passives amplifient la lumière visible déjà présente (voir figure 1.0). Les JVNs
actives ne sont pas considérées comme des lunettes de vision, car ils n’utilisent pas le spectre
électromagnétique visible. La
thermographie est un JVN et est
souvent confondu avec la vision
nocturne mais, car elle capture la
lumière infrarouge et non visible,
Source: Noé Lecocq
Figure 1.0 La lumière visible compris les longueurs d'onde
380 nm (violet) et 780 nm (rouge).
ce n’est pas la vision nocturne.
La vision nocturne fonctionne en utilisant un tube d’amplification photocathodique, des
lentilles et un écran phosphorique. La lumière début par l’objectif d’avant et elle est dirigée vers
le tube d’amplification photocathodique. Le tube d’amplification photocathodique a trois
parties : la photocathode, la plaque à micro canaux et l’écran phosphorescent. Les photons
passent à le tube d’amplification photocathodique où ils seront transformés en électrons et
multipliés plusieurs milliers de fois avant d’être reconvertir en photons.
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L’appareil responsable de la production d’électrons est la photocathode (#2 dans la figure
2.0). L’énergie des photons cause la libération d’électrons, qui sont ensuite accélérés par un
champ électrique. Ces électrons passent ensuite par une plaque à micro canaux (#3 dans la figure
2.0). La plaque à micro canaux est un petit disque de verre avec des trous minuscules à
l’intérieur. Les électrons passent dans ces trous et frappent les murs des canaux, excitant les
atomes, ce qui cause plus d’électrons à être libéré dans chaque canal. Les électrons sont libérés
en utilisant un processus appelé cascade émission secondaire.
Ces électrons
frappent ensuite un
écran phosphorique (#5
dans la figure 2.0), qui
est couvert de
substances
Source: ATN Optics France
Figure 2.0 Les photons (particules en rouge) capturé sont ensuite
transformer en électrons (particules jaune) avant d’être reconverti en
photons (lignes vert).
luminescentes. L’écran
brille lorsque les
électrons le frappent, et
une lumière verte est produite. L’œil humain peut distinguer plus de nuances vert que n'importe
quelle autre couleur et cela fait cette couleur idéal pour produire des images les plus claires
possibles. Finalement, la lumière passe par l’oculaire qui magnifie et focalise l'image avant de le
rendre aux yeux de la personne.
Il y a plusieurs types de lunettes de vision nocturnes, mais ils tous utilisent une méthode
semblable à celui décris au-dessus. Portant, il y a aussi quelques améliorations qui ont été faite
(voir la figure 3.0). Les lunettes de vision nocturne sont classifies en cinq catégories : Génération
zéro, Génération un, Génération deux, Génération trois et Génération quatre. Génération zéro a
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été le premier type de jumelles de
vision nocturne. Il avait besoin
de lumière infrarouge pour
fonctionner et il seulement
accélérait les électrons sans les
multiplier. Les images produites
Source: ATN Optics France
Figure 3.0 Un image produit par Génération un (gauche),
Génération deux (centre) et Génération trois (droite).
par cette génération étaient très déformées. Il y a une différence d’opinion si Génération zéro
qualifie comme une type de vision nocturne. Génération un utilise des matériaux d’une plus
haute qualité que zéro, mais il n’a pas encore une plaque à micro canaux. Cette génération peut
fonctionner sans lumière infrarouge, mais a encore besoin d’assez de lumière ambiant pour
produire une image.
Génération deux introduit la plaque à micro canaux et réduit la grandeur des lunettes sans
compromettre leur sensibilité. Cette addition élimine aussi une grande partie de la distorsion
qu’il y avait dans Génération deux. Génération trois a une photocathode intégrant l’arsénite de
gallium qui permet une transition plus facile de photons à électrons. Cette génération est
généralement le plus avancé qui est disponible pour les consommateurs.
Génération quatre est les lunettes de vision nocturne les plus avancés qui sont disponibles
aujourd’hui. Les deux grandes améliorations dans ce génération sont : l’élimination de la barrière
ion de la plaque à micro canaux et un système d’alimentation flexible. L’enlèvement de la
barrière ion permet plus d’électrons de rendre à la plaque à micro canaux, cela rend l’image plus
brillante et claire. L’implémentation d'un système d'alimentation automatique permet les lunettes
de vision nocturne de répondre à des variations de conditions d'éclairage en un instant. Ce
génération produit les images les plus claires et brillants que possibles.
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Les lunettes de vision nocturne ont nombreuse applications, mais ils ont toujours été
principalement utilisés par le militaire. Le
premier type de vision nocturne
(Génération zéro) a été créé durant la
guerre de Vietnam pour les soldats. Le
système d’amplification de lumière visible
était développé parce que la lumière
Source: Armée américaine
Figure 4.0 Sgt. Matthew Freeman vérifie l’opération
d’une paire de lunettes panoramique de vision
nocturne spécifiquement pour pilots.
infrarouge est facilement détectée. La
vision nocturne est intégrée dans les
jumelles, les viseurs et même les casques des soldats (voir figure 4.0).
Même si la vision nocturne avait été développée pour le militaire, ils ne sont pas les seuls
groupes qui l’utilisent. Par exemple, les équipes de recherche et de sauvetage utilise la vision
nocturne souvent pour trouver les survivants durant la nuit. Civils les utilise aussi pour la chasse,
la randonnée et l’observation des animaux sauvages. Les caméras de vision nocturne peuvent
être installées pour surveiller un endroit pendant la nuit. Même quelques caméras de vision
nocturne pour usage récréatif peuvent être achetées aujourd’hui. Mais les lunettes de vision
nocturne sont encore les plus utilisés par l’armée et la police.
La vision nocturne est une technologie complexe mais extrêmement utile. Elle a pris
nombreux années de recherche avant qu’elle est devenu utilisable. Cinq générations existent
maintenant et cette technologie est toujours sous développement. Un jour peut-être, nous aurait
inventé les lunettes de vision nocturne que tu pourrais plier et mettre dans votre poche. N’oublie
pas que cette technologie est toujours en train d’être amélioré.
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