야간조시경이 어둠 속 시야를 확보하는 과학적 원리는 무엇인가요?

Question

야간조시경을 착용하면 조명이 전혀 없는 캄캄한 야간에도 주변 지형과 사람의 움직임을 선명한 초록색 영상으로 식별할 수 있잖아요. 야간조시경이 어둠 속 시야를 확보하는 과학적 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

야간조시경은 빛이 완전히 없는 상태에서 작동하는 것이 아니라, 눈에 잘 보이지 않는 미세한 빛을 감지해 수만 배로 광증폭하는 원리를 이용하는 것입니다. 밤하늘의 달빛, 별빛, 또는 눈에 보이지 않는 근적외선 등 아주 미량의 빛 입자를 모아 눈으로 볼 수 있는 밝은 영상으로 변환하는 원리와 같습니다.

광증폭의 원리는 대물렌즈를 통해 밤하늘의 미세한 달빛, 별빛 및 대기 중에 떠도는 근적외선 광자를 모으고, 렌즈를 통과해 들어온 광자가 광음극이라는 특수 판에 부딪히면, 광전효과에 의해 빛 에너지가 전기 에너지로 전환되어 튕겨 나옵니다. 전환된 전자는 고전압이 걸려 있는 다공성 판을 통과하면, 내부에는 미세한 구멍이 수백만 개 뚫려 있어, 전자가 이 구멍의 벽면에 부딪힐 때마다 2차 전자가 꼬리를 물고 연속으로 튀어나옵니다. 이 과정을 거치며 전자의 수가 수천에서 수만 배로 폭발적으로 늘어납니다. 수만 배로 늘어난 전자 무리가 렌즈 후면의 형광 스크린에 강하게 부딪히면, 이 충돌 에너지로 인해 형광 물질이 발광하면서 원래 빛의 형상을 그대로 유지한 채 훨씬 밝아진 가시광선 영상으로 볼 수 있습니다.