全景夜視儀是現代軍事裝備中一種較為先進的夜視器材，它具有97度的超廣視野，可以顯著增強夜間資訊獲取能力，幫助快速進行敵情判斷和決策打擊。由於其重量和價格較高，這種夜視儀通常只裝備於最頂尖的特種部隊。
01
夜視眼鏡技術陸軍之爭
今年L3Harris公司與美國陸軍簽署了一份價值2.56億美元的合約，用於生產增強型夜視鏡雙筒望遠鏡 (ENVG-B)以及GPNVG-18四目全景夜視儀。這兩款種夜視儀具有120度以上的超寬視場，幾乎無死角，使得士兵能夠在復雜的夜間環境中快速判斷敵情並進行精確打擊。該公司預計該合約為期 10 年，完成後總金額將達到 10 億美元。
軍人將使用ENVG-B來增強部隊在夜間和弱光環境下的態勢感知能力，並結合熔融白光和熱技術實作精確瞄準和辨識能力。據統計，目前其陸軍正在服役大約13000 架該款雙筒望遠鏡。
護目鏡的增強現實功能允許使用者釘選目標，而無需低頭閱讀地圖或檢視收音機以獲取關鍵資訊。它還能夠從白熱視覺切換到黑熱和輪廓模式，在所有戰場條件和光照水平下保持準確性。它的其他主要功能包括切換到單目視覺、40 度視野以及帶有航路點、跟蹤和戰場影像的數據顯示。
可以說，ENVG-B是確保一只不對領先於同等對手的關鍵解決方案。該夜視儀在電影【刺殺賓·拉登】中被三棲特戰隊使用，使其名聲大噪。這種器材的高知名度也反映了其在實戰中的重要性。
不過有趣的是，夜視眼鏡也並非官方獨享，在著名的電商網站eBay上也有銷售，價格在500人民幣左右，但質素就需要自行鑒別了。
采用四目鏡的設計造成的重量也比較大，並且加上額外電池的配件，總共的重量差不多有2公斤，所以必須需要準們在頭盔的正前方和兩側的設計支撐架來固定。
這樣和帽子結合外形看起來就比較科幻，並且也因為四目夜視儀因為提供的人影像時四個割裂的，人眼看久了之肯定是眼花繚亂的，這樣也容易影響戰鬥，所以四目的全景夜視儀必須做到影像拼接的技術，沒有圖片的拼接的處理器的四目夜視儀根本是沒有方法用於實戰的。
在軍事高科技叠代的趨勢下，中國的人民解放軍陸航部隊也開始裝備這種先進的大視場頭盔夜視儀。國產四目全景式夜視儀與美軍的GPNVG-18非常相似，具備了革命性的超寬視場，並且晝夜通用。
解放軍海軍蛟龍突擊隊曾在演習中使用了新型全景夜視儀。這種四目全景式夜視儀不僅外觀科幻，而且與頭盔結合後，能夠提供更廣闊的視野。全彩微光夜視監視系統相機靈敏度提升6倍，觀察視距增加1倍，進一步增強了夜間作戰的效率和效果。
但要承認的是，近幾年雖然我們比較重視夜視裝備的采購，但主要產品仍然是BBG011A，BBG191-3，以及個人系統的多功能夜視眼鏡。後者像傳感器帶前置增強極，效能達到了可堪使用的級別，與目前市場上所謂的數碼夜視儀拉開了差距，有提升的空間。
拉風四目夜視眼鏡，能夠讓部隊在夜間作戰時也能看到200米外的目標，但是這種裝備太重了。而在不遠的未來，可能會用到擁有夜視功能的濾光片，這要歸功於可以同時捕獲紅外線和可見光的新型超薄材料。
02
微光夜視儀的原理
回到夜視的原理，如果你看到夜視的畫面是綠色的，那麽這個器材可能就是微光夜視儀。那麽傳統的夜視儀是如何看清黑夜的東西呢？傳統的夜視儀有兩種，分別是微光夜視儀和紅外熱成像儀。
夜視儀的核心部件是微光像增強管（簡稱影像增強管），能把星光、月光等微弱的光線利用光電效應增強，最終在單色熒光屏上成像，而這種單色顯示器正好是綠色的。
影像增強管前有一組普通的玻璃物鏡負責收集和匯聚環境光線和附近的紅外線；收集到的光線進入影像增強管，裏面的零件分三層。
光遇到的第一層是光電陰極，它利用光電效應讓光子打上去背面電子飛出來，這樣光就在第一層轉換成了電。人們對電子的操控手段就多了，在管子上施加電流，把第一層作為負極，在第三層後面放上正極，這樣電子就會順著電場加速向後移動。
第二層叫微通道板，作用是放大電訊號。在上面以十幾微米的間距均勻分布著很多細小的通道，每個通道長十幾微米。這些通道不是平直的而是有8度的傾角，這樣電子垂直射入後就會與通道壁碰撞，每次碰撞都能產生更多的電子引發鏈式反應，當一個電子射入通道就會有幾千個電子沖出通道。這些電子大軍在電場的作用下奔向第三層。為了避免空氣分子對電子的幹擾，這個管子的內部是真空的。
第三層是綠色熒光屏，電子打在熒光粉上就會激發出綠色熒光，電子越多光越強。這樣增強的電子就又變成了增強的光，我們就能看到夜間的影像了。由於人眼對綠色比較敏感，因此這種綠色就一直沿用下來了。
在影視劇中，夜視儀很怕強光，一開燈戴夜視儀的特工就成了瞎子。但目前的第四代夜視儀已經可以根據入射光線的強度自動調整放大電流，能夠自適應強光和弱光環境了。
03
熱成像夜視儀
只要物質的溫度在絕對零度以上，物體內部的原子和分子就在做熱運動，並對外釋放熱輻射。熱輻射是物體能量的一種自然散發方式，其波長範圍可以從無線電波到Gamma射線。當物體在較低溫度下，輻射主要集中在紅外波段，而在非常高的溫度下，輻射可能包括可見光甚至紫外線波段。熱成像夜視儀也稱為紅外熱像儀，可以將看不見的紅外波段的熱輻射轉換成可見影像。
熱成像夜視儀的物鏡通常是鍺玻璃的，這種玻璃在遠紅外波段仍有很好的透光性。能夠收集物體發出的紅外輻射。接下來用透鏡把紅外光聚焦到微測輻射熱計這類可以探測紅外線的紅外吸收層上。
微測輻射熱計表面布滿了形成陣列的微橋，當紅外訊號聚焦到探測器上時，吸收層吸收紅外線能量後會產生溫度變化，這些溫度變化引起熱敏層電阻值的變化，進而轉換成電訊號輸出。
訊號處理單元對電訊號進行進一步處理，轉換成用不同顏色表示不同溫度的熱影像。這些影像顯示了場景中不同物體的溫度分布。
熱成像儀的優勢在於它不需要外部光源，可以在完全黑暗的環境中工作，並且能夠透過霧、雨和煙塵等障礙物觀察物體。不足之處一是儀器觀測的是溫度，只要目標溫度和背景相同就不會被顯示出來，容易受到環境熱雜訊的影響。二是高檔低溫冷卻型熱成像儀需要工作在0℃以下，更費電體積也更大。
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超薄夜視的「夜視鏡片」
澳洲的研究人員在【先進材料】發表了一種「基於元表面上轉換技術」，可以制作更輕薄的能同時捕獲紅外線和可見光的夜視濾光片。
這種技術無需制冷、無需龐大的光電轉換器材、能夠有效避免熱雜訊。此外這種技術還能同時捕獲可見光和紅外光，讓夜視影像更逼真、更全面，能直接提高夜視影像的整體質素。研發人員說未來夜裏出門，我們可以直接在眼鏡上夾一個夜視濾光片。
該技術無需將光子轉化為電子，因此可以摒棄復雜的電子和機械裝置
研究人員最初研究將砷化鎵鍍膜到鏡片表面，期望提高鏡片的夜視效果，之後他們發現砷化鎵對光的處理效果存在不足，於是他們改用鈮酸鋰在鏡片上鍍膜出「元表面」。這種表面具有人工設計的周期性排列的微小結構。這種元表面非常薄，厚度遠小於光波的波長（屬於亞波長尺度），元表面使得研究人員能夠在微觀層面上操縱光波，實作類似透鏡、波束整形器、偏振片、光波濾波器等效果。
他們根據傅立葉變換計算並設計了一種「非線性上轉換增強元表面」，厚度200nm，寬500nm間距379nm，當目標頻率的短波紅外光進入這種元表面後，會經過「非線性上轉換過程」，將兩個或兩個以上的低能量不可見的光子（紅外線）向上轉換成一個或多個高能光子（可見光）。
元表面寬500nm、高200nm、間距379nm，能把兩束光合並成一束可見光
這個過程中也叫「和頻生成」即將兩個或多個低頻率光線透過特殊介質的作用合並它們的能量，產生一個高頻率光線，整個過程遵守能量守恒定律。只不過傳統的和頻生成實驗通常需要使用激光器和棱鏡等器材，現在整個過程都透過特殊設計的元表面一次性完成了。
實際夜視效果，橫條寬度為50微米
正是由於這種夜視技術只需要在鏡片表面鍍膜，因此科研人員認為只要未來能夠繼續提高成像質素和轉換效率，這項成果將有廣闊的套用前景。
