Wir alle haben die Szene bereits miterlebt. Ein Kriegsfilmheld betritt gefährliches Terrain, als plötzlich alles dunkel wird, und das nächste, was man sieht, ist sein Blick durch eine leuchtend grüne Nachtsichtbrille. Wenn das Licht den Schalter umlegt, wissen Sie, dass es gleich ausgeht runter…aber warum erscheint es immer grün? Nachtsicht wäre offenbar effektiver, wenn sie das gesamte Farbspektrum bieten würde. Wenn sie das jedoch täten, wären sie keine Nachtsichtbrille. Die Technologie funktioniert, weil sie den Teil des visuellen Lichtspektrums verstärkt, für den das menschliche Auge am empfindlichsten ist, und das ist zufällig die Farbe Grün.
Wenn Sie in der Schule aufgepasst haben, erinnern Sie sich vielleicht an das Regenbogen-Akronym ROYGBIV (Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo, Violett), das das Farbspektrum des sichtbaren Lichts darstellt. Es ist kein Zufall, dass G hier in der Mitte liegt; Grün ist der Höhepunkt unserer Vision. Tatsächlich kann der Mensch mehr Grüntöne wahrnehmen als jede andere Farbe, was einige Wissenschaftler auf die Fülle an Grün auf unserem Planeten zurückführen. Dies erklärt jedoch nicht, warum die meisten Säugetiere, die keine Primaten sind, wie Hunde und Katzen, kein Grün sehen können. Unabhängig davon ist es wichtig, die besondere Position von Grün im visuellen Lichtspektrum zu verstehen, um zu verstehen, wie Nachtsichtbrillen funktionieren. Sie zielen auf die natürliche Stärke des menschlichen Auges ab, indem sie Grün anzeigen, aber die Frage ist nun, wie diese Brillen das bewerkstelligen.
Wie Nachtsichttechnologie wirklich funktioniert
Im Kern funktionieren Nachtsichtbrillen durch die Verstärkung des verfügbaren Lichts. Einige Systeme können auch nahes Infrarotlicht erkennen, wandeln Infrarotlicht jedoch nicht in sichtbares Licht um. Infrarot steht im elektromagnetischen Spektrum direkt neben dem sichtbaren Licht und ist so nah dran, dass es Wissenschaftlern sogar gelungen ist, Mäusen Infrarotsicht zu verleihen (die sie auch als grün wahrnehmen). Das Verfahren könnte eines Tages auf den Menschen angewendet werden, doch bis dahin sind wir auf Nachtsichtbrillen und Kameras angewiesen, die größtenteils auf einer Technologie namens Bildverbesserung basieren.
Bildverbesserungsgeräte sind mit einer batteriebetriebenen Hochspannungsröhre, einem sogenannten Bildverstärker, ausgestattet, der das gesamte verfügbare Licht, einschließlich sichtbares Licht und einige Wellenlängen im nahen Infrarot, sammelt, das von der Linse des Geräts erfasst wird. Das Licht trifft auf eine Fotokathode, die als Reaktion darauf Elektronen aussendet. Die Elektronen passieren dann eine perforierte Glasplatte, die Mikrokanalplatte genannt wird, wo sie mit Elektrizität im Tausender-Volt-Bereich beaufschlagt werden. Der Prozess vervielfacht die Elektronen tausendfach, bevor sie das Ende des Bildverstärkers erreichen. Am Ende der Röhre befindet sich ein mit Leuchtstoffen bedeckter Schirm, der Photonen freisetzt, wenn die Elektronenmasse damit kollidiert. Diese Leuchtstoffe sind es, die Sie letztendlich durch eine Nachtsichtbrille grün leuchten sehen, da Grün für das menschliche Auge bei schlechten Lichtverhältnissen leichter zu unterscheiden ist.
Es handelt sich um einen furchtbar komplexen Prozess, also hier das Wesentliche: Eine kleine Menge sichtbares Licht wird gesammelt, in Elektronen umgewandelt, tausendfach vervielfacht und schließlich wieder in sichtbares Licht umgewandelt. Dass die Nachtsichtgläser dabei immer dünner werden, ist eine atemberaubende technische Leistung.
Könnten Sie Nachtsichtbrillen in anderen Farben herstellen?
Die meisten Nachtsichtgeräte verwenden dieselbe Bildverbesserungstechnologie, die alles grün macht. Es gibt jedoch eine andere, weniger verbreitete Nachtsichttechnologie, die es Ihnen ermöglicht, im Dunkeln mit anderen Farben zu sehen. Dies nennt man Wärmebildtechnik und basiert auf der Tatsache, dass Infrarotlicht von Objekten als Wärme abgestrahlt wird. Wenn Sie jemals die Predator-Filme gesehen haben, ist Ihnen diese Technologie bekannt. Die Maske, die das Titelmonster trägt, ist ein Wärmebildgerät und seine Sicht ist genau so, wie man sie mit einer typischen Nachtsichtbrille sehen würde, die mit dieser Technologie gebaut wurde.
Wärmebildgeräte verfügen über spezielle Linsen zum Sammeln von Infrarotlicht sowie über integrierte Infrarot-Detektorarrays. Die Linse fokussiert die Infrarotstrahlung und das Detektorarray scannt sie und zeichnet die Strahlungswärme von allem in seinem Sichtfeld auf. Anschließend wird eine Wärmekarte, in der Fachsprache Thermogramm genannt, erstellt und an eine Leiterplatte mit einem Chip übertragen, der die Daten in eine visuelle Anzeige umwandelt.
Mit der Wärmebildtechnik kann man im Dunkeln sehen und die Bilder erscheinen je nach abgegebener Wärmemenge in unterschiedlichen Farben. Dadurch wird jedoch kein so scharfes Bild erzeugt wie bei alternativen Bildverbesserungstechnologien, weshalb die überwiegende Mehrheit der Nachtsichtgeräte grüne Bilder anzeigt und auch weiterhin anzeigen wird.