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Fonctionnement des Lunettes de Vision Nocturne Expliqué
Les lunettes de vision nocturne ont toujours fasciné, que ce soit dans l’imaginaire des opérations spéciales secrètes ou simplement pour nous aider à trouver notre chemin dans l’obscurité. La technologie qui rend cela possible remonte à la Seconde Guerre mondiale, lorsqu’elle était utilisée par les armées américaine, allemande et soviétique. Au fil du temps, ces dispositifs ont évolué en différentes « générations ». Alors que la technologie de vision nocturne reste courante sur les champs de bataille du monde entier, elle est de plus en plus accessible aux consommateurs. Des moniteurs pour bébés équipés de vision nocturne sont disponibles en ligne pour moins de 50 $. Aujourd’hui, les technologies de vision nocturne de troisième et quatrième génération sont généralement réservées à un usage militaire et policières, tandis que la plupart des appareils de vision nocturne bon marché utilisent la technologie de la Génération 0 ou 1.
Génération 0
Les dispositifs de vision nocturne ont commencé à être largement utilisés pendant la Seconde Guerre mondiale et étaient basés entièrement sur la lumière infrarouge. La technologie fondamentale sous-jacente à ces dispositifs était quelque chose appelé le convertisseur d’images infrarouges. À son niveau le plus basique, le convertisseur d’images infrarouges se compose de deux parties principales. La première est une photocathode. Dans les premiers jours, il s’agissait de verre recouvert d’un mélange oxyde d’argent-césium. Lorsque cette photocathode est frappée par un photon de lumière infrarouge, elle émet un électron. La deuxième partie est un écran chargé positivement (anode) vers lequel les électrons émis sont attirés. L’écran est composé d’un matériau fluorescent ou phosphorescent de sorte que chaque fois qu’il est frappé par un électron, il s’illumine. Le gros inconvénient de ces systèmes était que ces convertisseurs d’images infrarouges primitifs n’étaient pas très efficaces pour convertir les photons infrarouges en électrons. Pour être viable, des projecteurs infrarouges devaient être utilisés pour s’assurer que suffisamment de photons étaient disponibles pour produire une image significative.
Génération 1
Le prochain saut technologique dans la vision nocturne est venu avec la découverte de nouveaux composés chimiques permettant de fabriquer des photocathodes. Ces nouveaux matériaux ont permis aux dispositifs de vision nocturne d’être utilisés à la lumière de la lune ou des étoiles sans l’aide de projecteurs infrarouges. Dans le jargon de l’industrie, ils sont considérés comme des dispositifs de vision nocturne passifs, par opposition à la génération précédente, qui est considérée comme une vision nocturne active. L’autre avancée majeure dans la technologie est survenue lorsqu’il a été découvert qu’un groupe de convertisseurs d’images pouvait être utilisé pour intensifier encore plus la lumière ambiante. Ces groupes sont appelés tubes intensificateurs en cascade et fonctionnent très bien.
Génération 2
La prochaine génération de dispositifs de vision nocturne est principalement définie par l’ajout d’une plaque à microcanaux au tube intensificateur d’images. Les dispositifs des générations précédentes se fondaient sur l’accélération des électrons pour intensifier l’image et augmenter la luminosité. Avec une plaque à microcanaux, les électrons ne sont pas accélérés, mais multipliés. Les plaques à microcanaux sont des plaques minces en verre perforées d’un réseau de tubes microscopiques. Elles sont chargées électriquement et placées entre la photocathode et l’écran. Lorsque les électrons traversent les tubes de la plaque en verre, ils rebondissent sur les parois du tube, provoquant l’émission d’un autre électron. Les électrons émis provoquent à leur tour l’émission d’autres électrons, créant un effet avalanche.
Génération 3
Mécaniquement, les dispositifs de vision nocturne de la génération 3 sont les mêmes que ceux de la génération 2, avec une photocathode et une plaque à microcanaux qui amplifie la lumière. La première avancée technologique de cette génération est la photocathode recouverte d’arséniure de gallium, plus efficace pour convertir les photons en électrons. Ces photocathodes sont également sensibles à plus de longueurs d’onde de lumière infrarouge, ce qui signifie qu’elles ne transmettent pas seulement plus de lumière, mais voient également plus de détails. Un problème avec les photocathodes à base d’arséniure de gallium est leur sensibilité aux impuretés dans le tube intensificateur, ce qui peut raccourcir leur durée de vie opérationnelle. Une source de ces impuretés est la plaque à microcanaux qui produit de nombreux ions. Pour limiter les ions qu’elle émet et prolonger la durée de vie de la photocathode, la plaque est enduite d’une fine couche d’aluminium. Cette action entraîne inévitablement une réduction de la qualité d’image, bien que celle-ci reste nettement meilleure que celle des dispositifs de la Génération 2.
État de l’Art
Les dispositifs de vision nocturne les plus avancés fabriqués aujourd’hui utilisent une fonctionnalité appelée auto-gating. Cela consiste essentiellement à allumer et éteindre rapidement le tube intensificateur d’image et à ajuster l’alimentation en énergie de la plaque à microcanaux pour garantir un nombre constant d’électrons atteignant l’écran phosphorescent. Cela empêche non seulement l’éblouissement dû aux changements soudains de lumière, mais réduit également les halos lumineux des sources lumineuses vives et protège l’intensificateur des dommages. Ces technologies représentent probablement une tendance future, où différents domaines de pointe convergent pour nous conduire vers un avenir cyberpunk.