A tecnologia de visão noturna utiliza a luz ambiente proveniente de estrelas, da lua e de outras fontes para permitir a visualização no escuro. Essa iluminação fraca é captada pelas lentes objetivas do equipamento e amplificada por um tubo fotocatódico. A imagem intensificada é então exibida em uma tela de fósforo interna, visualizada através da lente ocular.
O exército dos Estados Unidos classifica a tecnologia de visão noturna em gerações 1, 2 e 3. Cada nível corresponde a componentes, desempenho e qualidade de construção específicos.
Desenvolvida durante a Guerra do Vietnã e originalmente conhecida como "miras de luz estelar", a visão noturna de Geração 1 é o equipamento de nível consumidor mais difundido. Consiste em um tubo intensificador de imagem básico e um display de fósforo verde. Uma limitação importante da tecnologia Gen 1 é a distorção marcada nas bordas da imagem, causada pela aceleração dos elétrons que formam a imagem na tela de fósforo. A Geração 1 também possui menor capacidade de captação de luz que as gerações superiores, e a qualidade varia consideravelmente entre marcas. Com alguns monóculos Gen 1 disponíveis por menos de 100 dólares (valores de 2011), situa-se na base da escala de preços.
A vantagem mais evidente dos equipamentos de Geração 2 é a eliminação do desfoque nas bordas que aflige a Gen 1. A adição de uma placa de microcanais no tubo fotocatódico também aumenta a emissão de elétrons e melhora significativamente a amplificação de luz. A duração da bateria é igualmente aumentada. À medida que o brilho e a resolução dos equipamentos Gen 2 sobem, seu custo também aumenta em comparação à Gen 1: em 2011, muitos monóculos Gen 2 custavam mais de 1.000 dólares.
A visão noturna de Geração 3 utiliza material fotocatódico de arsenieto de gálio, proporcionando melhor resolução e imagens mais nítidas. Uma película de barreira iônica foi adicionada para aumentar a vida útil do tubo intensificador de imagem, e melhorias adicionais foram feitas na placa de microcanais do tubo fotocatódico. Esses avanços resultam em um preço mais elevado. Em 2011, muitos monóculos de visão noturna Gen 3 custavam acima de 2.000 dólares. O uso de equipamentos Gen 3 é mais prevalente entre profissionais militares e de segurança pública.
O exército dos EUA nunca aceitou oficialmente uma especificação de Geração 4. Portanto, descrições de equipamentos promovidos como Gen 4 são extraoficiais. Contudo, geralmente concorda-se que a designação Gen 4 refere-se a unidades com tecnologia sem película (filmless) e com gating (alimentação chaveada). "Filmless" refere-se à ausência da película de barreira iônica adicionada na Gen 3, resultando em uma relação sinal-ruído mais favorável na imagem. Fontes de alimentação com gating permitem que equipamentos Gen 4 operem próximos a luzes artificiais brilhantes à noite sem halos e outras distorções relacionadas à luz que ocorrem em unidades de gerações inferiores. Equipamentos de visão noturna Gen 4 situavam-se na faixa de 4.000 a 5.000 dólares em 2011.
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