Jika ingin bisa melihat dalam kegelapan, langkah pertama yang baik adalah menyalakan lampu. Itu sebabnya mobil memiliki lampu depan, pejalan kaki nokturnal memakai lampu depan, dan pejalan kaki anjing membawa senter setelah matahari terbenam. Menambahkan cahaya buatan ke pemandangan membuatnya bisa diketahui.
Tapi ada pendekatan lain untuk melihat dalam kegelapan yang melibatkan perlengkapan militer: kacamata penglihatan malam. Jika Anda pernah melihat pemandangan berwarna hijau di film dan bertanya-tanya bagaimana jenis peralatan ini bekerja, inilah proses tiga langkah yang terjadi di dalam jenis perangkat ini.
Bagaimana cara kerja penglihatan malam?
Saat matahari keluar, alasan Anda dapat melihat objek seperti pohon di dekatnya adalah karena cahaya terpantul darinya dan menuju ke mata Anda. Tentu saja, cahaya yang dipantulkan itu tidak ada dalam jumlah yang sama di malam hari. Dengan kata lain, ada “sangat sedikit foton” setelah gelap, kata Matthew Renzi, direktur teknik senior di L3 Harris, kontraktor pertahanan yang membuat perangkat penglihatan malam untuk Angkatan Darat yang disebut ENVG-B. (Sebagai pengingat, cahaya berperilaku seperti gelombang dan partikel. Partikel dasar cahaya disebut foton.)
Bayangkan satu foton memasuki kacamata. Trik awal yang dilakukan perangkat penglihatan malam melibatkan foton yang masuk itu. “Kami mengubah foton itu menjadi elektron melalui katoda foto,” kata Renzi. “Itu adalah bahan khusus yang ada di sana untuk melakukan transisi dari satu foton cahaya menjadi elektron itu.”
Singkatnya, langkah ini melibatkan pengubahan partikel dari domain cahaya ke domain listrik.
[Related: Let’s talk about how planes fly]
Langkah selanjutnya melibatkan peningkatan sinyal dari elektron itu, dan untuk itu, perangkat menggunakan daya baterai onboard, seperti dari satu atau dua baterai AA. “Elektron itu berlipat ganda secara signifikan,” kata Renzi, mencatat bahwa itu dapat dikalikan “puluhan ribu” kali. Sementara bagian dari perangkat yang mengubah foton menjadi elektron disebut photocathode, bagian yang menaikkan volume elektron ini dikenal sebagai pelat microchannel.
Terakhir, informasi tersebut perlu ditransfer kembali ke ranah visual, sehingga siapa pun yang melihat melalui kacamata dapat melihat pemandangan tersebut. Itu terjadi berkat layar fosfor, yang dapat dilihat pengguna saat mereka melihat melalui lensa mata. “Layar fosfor inilah yang mengambil energi dari elektron tersebut dan mengubahnya kembali menjadi cahaya tampak,” kata Renzi.
Putih dan hitam adalah hijau dan hitam yang baru
Tahap terakhir adalah di mana gambar hijau dan hitam tradisional diproduksi, tetapi Renzi mengatakan bahwa alih-alih hijau, perangkat yang lebih modern saat ini menampilkan pemandangan dalam warna hitam dan putih. “Anda mungkin mengatakan bahwa hijau dan putih setara dalam hal kinerja terukur, tetapi mata manusia merasakan putih dan hitam lebih baik daripada hijau versus hitam,” bantahnya. Perbedaan fosfor putih-versus-hijau juga muncul ketika datang ke peralatan night vision yang dijual.
Singkatnya, untuk membuat pemandangan gelap lebih terlihat, gadget ini mengambil foton, mengubahnya menjadi elektron, memperkuat elektron tersebut, dan kemudian mengubah informasi itu kembali menjadi terlihat lagi. Dalam beberapa kasus, kacamata penglihatan malam akan menyertakan “iluminator”, yang sebenarnya menghasilkan sejumlah kecil cahaya baru untuk mencerahkan pemandangan, katanya.
Renzi mencatat bahwa bagian dari spektrum elektromagnetik yang dirasakan oleh jenis kacamata penglihatan malam ini berasal dari jangkauan yang terlihat dan inframerah dekat; inframerah dekat adalah bagian dari spektrum yang ditemukan tepat di sebelah bagian merah dari spektrum tampak. Video murahan NASA ini memecah spektrum itu:
Kacamata night vision tradisional berfokus pada cahaya dari bagian spektrum elektromagnetik yang terlihat dan inframerah dekat, yang, bersama dengan inframerah gelombang pendek, “bagian dari apa yang kami sebut pita reflektif—di mana Anda masih melihat cahaya yang memantul dari sesuatu,” katanya.
Sementara itu, perangkat lain—kamera termal—melihat bagian berbeda dari spektrum elektromagnetik, yaitu infra merah gelombang panjang; itu memancarkan, sebagai lawan dari cahaya yang dipantulkan. Bagian dari spektrum itu, kata Renzi, adalah “di luar visual kacamata penglihatan malam tradisional Anda”. Alat dari L3 Harris yang disebut ENVG-B sebenarnya menggabungkan kedua kacamata night vision tradisional, dengan fokus mereka pada spektrum yang terlihat dan inframerah dekat (keduanya memantulkan cahaya), bersama dengan penginderaan termal dari area inframerah gelombang panjang yang dapat melihat memancarkan panas tubuh, misalnya.
Perbedaan antara kedua jenis informasi ini dapat dibayangkan dalam skenario seperti ini: “Katakanlah seseorang berada di kejauhan dan di balik dedaunan,” katanya. “Anda mungkin akan menangkap panas itu dengan infra merah gelombang panjang, [which] mungkin lebih sulit dengan [just] pita reflektif — tetapi Anda mungkin tidak tahu banyak tentang itu pada saat itu — Anda hanya akan melihat bahwa ada panas di sana.
Pada akhirnya, dia mengatakan bahwa teknologi yang memungkinkan orang melihat dalam kegelapan telah berkembang selama beberapa dekade. Sistem yang lebih tua dengan pendekatan “pencitraan pasif” membutuhkan “skenario bulan purnama atau semacam cahaya sekitar,” katanya. Saat ini, kacamata night vision dapat “menggunakan cahaya bintang”.
