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如果你想在黑暗中看东西，第一步就是开灯。这就是为什么汽车有前灯，夜间徒步旅行者会戴头灯，狗主人在日落后会携带手电筒。给场景增加人造光，就能使其变得可见。
但还有另一种在黑暗中看东西的方法，它涉及一种军事装备：夜视仪。如果你曾在电影中看过绿色调的画面，并想知道这种设备是如何工作的，下面将介绍这种设备内部的三步过程。
夜视仪是如何工作的？
白天，你能看见附近的树，是因为光线从树上反射到你的眼睛。当然，夜晚反射的光线没有这么多。换句话说，马修·伦齐（Matthew Renzi）说，天黑后“光子非常少”。他是L3Harris公司的工程部高级总监，该公司为美国陆军制造一种名为ENVG-B的夜视设备。（需要提醒的是，光既表现为波，也表现为粒子。光的基本粒子称为光子。）
想象一个光子进入夜视仪。夜视设备耍的第一个小把戏就跟这个入射光子有关。伦齐说：“我们通过光电阴极将光子转换为电子。”“这是一种特殊的材料，用于实现从单个光子到电子的转变。”
简而言之，这一步涉及将光领域的粒子转换为电领域的粒子。
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下一步是放大电子信号，为此，设备使用内置电池供电，例如一块或两块AA电池。“电子会成指数级增长，”伦齐说，并指出它可以增长“数万倍”。将光子转换为电子的设备部分称为光电阴极，而将电子音量调大的部分称为微通道板。
最后，信息需要被转换回视觉领域，这样通过夜视仪观看的人才能看到场景。这是通过磷光屏实现的，用户通过目镜就可以看到它。伦齐说：“磷光屏将这些电子的能量转换回可见光。”
黑白是新的绿黑
最后一个阶段是产生传统的绿色和黑色图像，但伦齐说，与绿色相比，现代设备现在以黑白显示场景。他认为：“可以说，从可测量的性能来看，绿色和白色是等效的，但人眼对黑白的感知比对绿黑的感知更好。”在销售的夜视设备方面，白色与绿色磷光的区别也显而易见。
所以，简单来说，为了让黑暗的场景更容易被看见，这些设备会接收光子，将它们转换为电子，放大这些电子，然后将信息转换回可见光。他说，在某些情况下，夜视仪会包含一个“照明器”，它实际上会产生少量新光来照亮场景。
伦齐指出，这些夜视仪感知到的电磁波谱部分包括可见光范围和近红外线；近红外线是紧挨着可见光谱红色部分的光谱部分。这段NASA的科普视频详细介绍了这个光谱。
传统夜视仪专注于来自可见光和近红外电磁光谱的光，它们与短波红外线一起，“是我们称之为反射波段的一部分——你在看仍然从物体上反射过来的光，”他说。
与此同时，另一种设备——热成像仪——看到的是电磁波谱的不同部分，即长波红外线；这是发射光，而不是反射光。伦齐说，这一部分光谱“超出了你传统夜视仪的视觉范围”。L3 Harris公司的一款名为ENVG-B的设备实际上结合了传统的夜视仪（专注于可见光谱和近红外线，两者都是反射光）以及能看到发射体热量的长波红外线热成像（例如，可以探测到身体热量）。
这两种信息的区别可以想象在一个场景中：“假设远处有人藏在树叶后面，”他说。“你很可能会用长波红外线探测到热量，（尽管）用（仅）反射波段可能更困难——但你可能在那时还不太了解它——你只会看到那里有热量。”
他表示，最终，使人们能够在黑暗中看到东西的技术在几十年来不断发展。他指出，以前的“被动成像”系统需要“满月或某种环境光”。如今，夜视仪可以“利用星光”。
