Zosilňujú už existujúce viditeľné svetlo a časť infračerveného spektra, ktoré je blízko viditeľnému svetlu, tzv. „near-infrared" resp. "near-IR“ žiarenie. Infračervené žiarenie neznamená, že by vedeli zachytiť teplo, vyžarované jednotlivými osobami alebo predmetmi – ani nevedia. Dokážu zachytiť a zosilniť len to infračervené žiarenie, ktoré sa od objektov odráža, rovnako, ako zachytia „bežné“ odrazené svetlo. A toto svetlo, v závislosti od generácie nočného videnia a iných vlastností, dokážu zosilniť až niekoľko 10.000x.
Ako fungujú? Objektív zachytáva už spomenuté viditeľné svetlo a časť žiarenia z infračerveného spektra. Od priemeru objektívu závisí napríklad to, koľko z pohľadu pozorovateľovho ľudského oka slabého žiarenia (a koľko fotónov svetla) dokáže sústrediť.
Nasleduje zosilnenie slabého žiarenia. Práve toto je ten dôvod, prečo sa do prístrojov nočného videnia vkladajú 1,5V alebo 3V batérie.
- Fotóny, zachytené objektívom, dopadnú najprv na tzv. fotokatódu (menič; angl. photocathode); tá pohltí fotóny, ktoré na ňu dopadli a namiesto nich vyžiari elektróny.
- Elektróny v ďalšom kroku dopadnú na tzv. mikroplatničku (angl. microchannel plate), ktorá ich mnohonásobne rozmnoží (za čo môže fyzikálny jav „cascaded secondary emission“).
- Tieto, teraz už zosilnené elektróny, následne dopadnú na vrstvu s fosforom, ktorá tieto elektróny pohltí a na druhej strane znova vyžiari fotóny – svetlo.
Podľa howstuffworks.com
Prvé zariadenia na nočné videnie sa používali už od druhej svetovej vojny a v súčasnosti sa delia na niekoľko generácií:Nultá generácia. Prvé zariadenia využívali zdroj infračerveného žiarenia, s frekvenciou blízko viditeľnej časti spektra. Tento zdroj svojim lúčom osvetlil pozorovaný cieľ infračerveným žiarením, presne ako dokážu niečo osvetliť obyčajné "baterky" - len na rozdiel od nich toto žiarenie ľudské oko nevidelo, zachytiť ho dokázalo len samotné nočné videnie. Životnosť týchto zariadení bola krátka, pozorovaný obraz skreslený. A samozrejme, ak ste mali toto nočné videnie vy, mohli ste cez "svoje" nočné videnie vidieť infračervený lúč z iného nočného videnia...
Generácia 1. Na rozdiel od prvých zariadení, ktoré potrebovali zdroj infračerveného žiarenia, ktorým si pozorovaný objekt prisvietili, tieto zariadenia už sú pasívne - vedia využívať existujúce svetlo, napríklad svetlo Mesiaca, a zosilňovať ho. Pri zosilňovaní ešte nevyužívajú mikroplatničku (microchannel plate) na znásobenie počtu elektrónov; elektróny z fotokadódy len výrazne urýchlia a tieto následne, pri ich dopade na fosforovú vrstvu, vďaka vyššej energii emitujú viac fotónov - vyžiaria viac svetla. Zariadenia tejto generácie zosilňujú obraz ("svietia") aj chvíľu potom, ako boli vypnuté, a toto je aj jeden zo spôsobov, ako ich jednoducho odlíšiť od vyšších generácií.
Samotný obraz býva smerom k okrajom zorného poľa skreslený.
Ukážka skreslenia obrazu (horný obrázok). Zdroj: Pulsar
V zornom poli bývajú často viditeľné aj tzv. "blackspoty" - malé čierne bodky, vznikajúce v procese výroby zariadení.
Blackspoty
Jednotliví výrobcovia zvyknú uvádzať, koľko "čiernych bodiek" a akej veľkosti je ešte prípustných - spravidla by v centrálnom zornom poli mali byť body len veľmi malé a maximálne cca 2ks, smerom k okrajom zorného poľa ich býva tolerovaných viac.
Ukážka "tolerovaných" blackspotov v jednotlivých častiach zorného poľa. Zdroj: Bering Optics.
Okrem "blackspotov" existujú aj tzv. "brightspoty", svetlejšie oblasti, tie by nemali byť pozorované vôbec.Generácia 2. V porovnaní s predchádzajúcou generáciou výrazne lepšie zosilnenie zbytkového svetla v slabých svetelných podmienkach (nočná obloha bez Mesiaca, hviezdna obloha, nočná obloha s mrakmi...). Pri zosilňovaní svetla využíva už aj mikroplatničku (microchannel plate), ktorá mnohonásobne rozmnoží elektróny a po ich dopade na fosforovú vrstvu je obraz jasnejší, s viac detailami a nižším šumom ("zrnením"), než pri predchádzajúcej generácii.
Generácia 3. Fotokatóda je z galium arzenidu, ktorý v porovnaní s predchádzajúcou generáciou ešte účinnejšie "mení" fotóny na elektróny. Môže mať vyššie rozlíšenie obrazu, zobraziť viac detailov a ešte nižší šum. Povrch mikroplatničky je pokrytý ochrannou iónovou bariérou, čo prispieva k výrazne vyššej životnosti týchto prístrojov.
Generácia 4. Ešte nižší šum, lepšia rozlišovacia schopnosť a vďaka odstráneniu iónovej bariéry lepší svetelný zisk. Pribudol tzv. autogating - rýchle reakcie na zmeny svetelných podmienok (napr. pri prechodoch zo silného do slabého svetla a naopak).
Zariadenia nočného videnia je možné kúpiť v niekoľkých základných prevedeniach:
- Monokuláre. Sú praktické, keďže po použití nočného videnia trvá niekoľko minút, kým sa oko znova prispôsobí tme.
- Binokuláre, či už v podobe klasických "ďalekohľadov" (triédrov) alebo ako "okuliare" na nočné videnie.
- Ako prvé si povedať, na čo chcem nočné videnie používať.
- Ak chcem napríklad pozorovať zver, pričom sedím na posede, v pokoji, a chcem vidieť detaily, je vhodnejší napr. monokulár s vyšším zväčšením a s vyšším priemerom objektívu. Má užšie zorné pole, ale je s ním možné pozorovať detaily aj na väčšiu vzdialenosť.
- Ak hľadám nočné videnie na bežný pohyb, potrebujem niečo, čo má širšie zorné pole, až po 40°, a nižšie zväčšenie, možno "okuliare" na nočné videnie.
- Infračervený prísvit. Žiadne nočné videnie nefunguje v úplnej tme - ak si ho zoberiete do pivnice, v ktorej nie je žiadne svetlo, zariadenie nemá čo zosilniť a neuvidíte nič. Aj keď je nočná obloha zatiahnutá ťažkými mrakmi, nemusí byť dostatok svetla na to, aby ho nočné videnie dokázalo zosilniť. V podobných prípadoch sa používa infračervený prísvit - malá "baterka", ktorá je súčasťou väčšiny zariadení, ktorá prisvieti pozorovaný priestor pre ľudské oko neviditeľným infračerveným žiarením. Infračerveným prísvitom nesvieťte do okien, odráža sa späť. A dôležité, so zapnutým infračerveným prísvitom nikdy nikomu nesvieťte zblízka do očí.
- Ovládacie prvky a celkové vyhotovenie zariadenia. Je povrch príjemný na dotyk? Ako sedí v ruke? Sú ovládacie prvky umiestnené tak, že ho budete vedieť zapínať / vypínať ľahko, ideálne jednou rukou? Ako sa doostruje obraz? Pre nositeľov okuliarov, akú dioptrickú korekciu je možné nastaviť okulárom?
- Napájanie. Dve "tužkové" 1,5V AA batérie? Jedna 3V 123 batéria? Ako dlho, aspoň, približne vydrží zariadenie fungovať na jedny batérie v pasívnom režime (keď len zosilňuje svetlo) a v aktívnom režime (so zapnutým infračerveným prísvitom)?
- Samotný obraz.
- Ak máte možnosť zariadenie vyskúšať, určite ho neskúšajte v osvetlenom priestore.
- Nič také, že ho predavač zapne, ukáže na zelené svetlo v okulári a strčí ho do ruky so slovami "Aha, svieti".
- Zariadenia na nočné videnie majú krytku objektívu, ktorú z objektívu nikdy neskladajte za svetla. Na pozorovanie za svetla máte oči a "obyčajné" ďalekohľady.
- Aj keď tieto krytky objektívu majú aj malý otvor, ktorý podľa výrobcov "so založenou krytkou umožňuje odskúšanie zariadenia aj počas silnejšieho svetla", radšej to nerobte. Určite je lepšie vyskúšať zariadenie v naozaj tmavej miestnosti - overíte si, ako sa s ním pracuje, získate predstavu o ostrosti obrazu, o jeho rovnomernom zosilnení, o tom, či v zornom poli nie sú blackspoty (čierne body), whitespoty (svetlé body) alebo stály šum (výrazné zrnenie), ktoré vás rušia pri pozorovaní. Budete mať aspoň približnú predstavu o tom, ako vyzerá obraz so zapnutým infračerveným prísvitom, či lúč prísvitu nie je príliš úzky (= pri slabom svetle, keď ste odkázaní na prísvit, úzke zorné pole), či je lúč prísvitu dobre centrovaný a rovnomerný... Venujte tomu trochu času, stojí to za to a môže vám to ušetriť iné starosti neskôr.
Kliknite na jeden z nasledujúcich odkazov pre viac informácií o teleskopoch alebo o:
- refraktoroch;
- reflektoroch;
- katadioptrických teleskopoch;
- základných parametroch teleskopov;
- statíve a montáži teleskopov;
- okulároch;
- Barlow šošovkách;
- kontrastných filtroch a ich detailnejších parametroch;
- o základoch ich používania (napríklad, ako používať hľadáčik a ako ich nasmerovať na to správne miesto na oblohe);
- o nočnom videní;
- o termovízii.
