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引言📄
2023年4月，我购入了人生中的第一台天文望远镜——信达的大黑牛反，其不稳定的光轴让我这个打野党苦不堪言。于是不出一个月，我又购入了裕众的130APO Pro折射镜，第一次开箱就被其精致的外观给惊艳到了，从此开启了在阳台的观星之旅。虽然130的画质十分锐利，在观赏月球、土星、木星时的效果十分惊艳，但受限于北京城区8-9级的光污染，其所能观测的目标仍然十分有限。
2023年7月，我跟同学一起前往张家口蔚县半山腰的一间民宿，这里的光污染大概是2-3级，虽然搭配XWA 20mm目镜已经能勉强看出一些星云和星系的影子，但离我理想中的效果还是相差甚远，相信每个目视党都有这样的体验。没办法，由于人眼无法像相机一样进行长时间曝光，以及在暗弱光照环境下无法感知颜色，因此必然没法看到像照片中那样绚丽多彩的颜色。
2023年10月，不满足现状的我又添置了一台ES的16寸Dob，虽然其接近40公斤的重量使得搬运工作十分费劲，但终于在城里目视到了M42猎户座大星云。2024年3月，我又一次带着同学前往灵山，M13球状星团在目镜视野里清晰可见，M104草帽星系也能大致看清轮廓了。不过，虽然大口径牛反能在低光污染地区发挥不错的效果，但是光污染条件好的地点通常远离城区，加上每次搬运设备着实是一件苦差事，因此一年出摊的次数屈指可数。要是能在北京城区或者近郊能看到一样的效果就好了，我心里这样幻想着。
其实早在2023下半年，我就在知乎、B站以及天文群里看到了一些零碎的夜视仪相关的效果图和科普，可由于其高昂的售价，一直躺着购物车里没有下手。由于感情问题，2024上半年整个人都是浑浑噩噩的，每天寻找不到生活的意义，仅剩的快乐就是4月份的F1上海大奖赛，以及难得晴天在小区门口的地铁站摆摊和路人一起观星了。6月份的时候，奇佬在线上系统性地介绍了夜视仪在天文领域的玩法，于是我下定决心怎么着今年也得搞一台。
由于某些傻逼的原因，被困在杭州已有近一个月，每天在实验室和宿舍之间两点一线，由于杭州闷热的天气以及学校所处位置的偏僻，实在没有什么特别的娱乐活动，再加上原以为这次来杭州顶多待1-2个礼拜，因此没有带任何的设备，所以我心一狠，在某天开完组会后，直接打车去了上海，提到了人生中的第一台夜视仪。
夜视仪原理🔬
夜视仪通常可分为主动红外夜视仪、热成像仪以及微光夜视仪。主动红外夜视仪的原理是打出一束肉眼不可见的红外光，经由物体反射后进入传感器成像，由于其低廉的成本，目前广泛应用于安防监控等民用领域。由于其主动发射的红外光会同时被对手捕获到，再加上其较高的延迟和功耗，因此在军事领域基本已被淘汰。如今，各国军队普遍使用热成像仪或微光夜视仪。学过中学物理的人都知道，任何大于绝对零度的物体都会向外散发热辐射，因此热成像仪可以在漆黑环境中将人、动物、发动机等热源与低温背景区分开来，但由于背景天体散发的热辐射到达地球后微乎其微，因此热成像仪并不适用于天文目视观测。
微光夜视仪的原理如图所示，首先由前端的物镜收集光线，随后光电阴极（Phtocathode）将光子转换成电子，电子进入至微通道板中（Microchannel Plate）并经由电场加速，微通道板由数百万根直径仅有几微米的细小通道所组成，每个通道与入射光之间存在5-10度的夹角，电子高速击打通道内壁并释放出更多的二次电子，二次电子再次击打通道内壁释放出更多的n次电子，接着将产生的电子轰击至荧光屏上（Phosphor Screen），最后再通过光纤倒像器和目镜进行成像。其中光电阴极、微通道板、荧光屏和光纤倒像器被统称为增像管，由于其技术门槛颇高，目前仅有少数国家（美国、中国、法国和俄罗斯）能生产和制造，其中美国的增像管性能最好，而国产的增像管无论是效果还是良品率仍与美国存在差距。受国际武器贸易条例（ITAR）的影响，美国的增像管对华是严格管控的，因此国内能买到的基本都是二手的（闲鱼）。
目前推荐购买的型号是美国L3Harris公司生产的第三代无膜白磷管，规格MX-11769或MX-10160，搭配PVS14原装外壳和Carson镜组，价格在4-5万元人民币左右。二代管的价格虽然比三代管便宜了不少，但是效果也会差很多，绿磷管的话长时间观测容易导致眼睛疲劳。在选购增像管的时候需要注意的几个参数有：FOM、EBI、SNR、Halo、Photocathode Sensitivity等，以及观察是否有肉眼可见的坏点，具体的选购指南可以参考下面这个视频。
使用方式🧭
微光夜视仪在天文目视领域主要有以下几种使用方式，首先强烈推荐奇佬专门为天文目视设计的3D打印外壳，可以快速在多种模式之间进行切换。
原装物镜
以Carson镜组为例，其物镜和目镜的焦距都是27mm，因此可以不添加额外的配件实现1倍巡天。
相机镜头
将原装的物镜拧下，换成对应卡口转M48的接环，然后便可搭配各种各样的相机镜头，这里我使用的是Eneo TV Lens 75mm F1.4工业镜头，可达到3倍放大。其他推荐的镜头有佳能的FD 300mm F2.8，配合液压云台或2047的U架，以及星特朗的SSE即可实现手推观测。
天文望远镜
目前天文望远镜接夜视仪主要有直焦和减焦两种模式，直焦顾名思义就是将夜视仪原装的物镜拧下，然后将天文外壳接在折射镜或反射镜的目镜插槽上，此时的放大倍率就是你望远镜的物镜焦距除以夜视仪的目镜焦距。
但是，只有当焦比接近F1的时候，才能发挥夜视仪的最大功效，目前绝大多数天文望远镜的焦比都远超F1，因此需要进行适当的减焦操作，目前最主流的减焦配置如图所示。由Televue提供的Afocal方案，使用55mm Plossl目镜搭配TNV-1401转接环，然后直接连接夜视仪本体实现大约0.5倍的减焦。举个例子，如果你的主镜焦比是F7，则能直接变成F3.5，相当于增加了一倍的视场。
不过Televue的这种方案多少有些不够优雅了，一来会增加目镜端的重量，二来由于镜片数量太多会在一定程度上影响透光性，而且Televue的转接环在国内基本没有现货，得找代理或者在国外官网上订购，周期一般为1-2个月。因此可以尝试国内大佬自制的888全反天顶，其搭配有一块ED减焦镜，通过转接不同长度的延长节可实现0.3-0.6倍的减焦，具体效果等我实测完后再来更新。
滤镜🪞
由于夜视仪能够将光线提亮成千上万倍，因此在城市地区观测时，背景的光污染也会被一并提亮，所以需要使用特定的滤镜来将背景压暗，从而提高观测目标的反差。如果是观测银河、星系之类的目标，推荐使用IR Pass 650滤镜，其允许波长大于650nm的光线通过。如果观测的目标是星云，则推荐使用3nm的Ha窄带滤镜或者5nm的双窄带滤镜。
注意事项⚠️
- 禁止使用夜视仪直视路灯、手电、激光笔、汽车大灯等高亮度的目标，或者在较暗的环境中观测亮度反差特别大的物体，否则轻则黑影重则直接烧坏增像管。
- 尽量避免在白天让阳光直射光电阴极，会降低光电阴极的敏感度，大白天的就别拿出来玩了。
- 搭配天文望远镜使用时更要做好遮光保护，尤其是Dob这种大口径的镜子。
- 一旦夜视仪出现了黑影或胡椒碎，通过煲机操作有一定概率能抢救回来，将夜视仪置于黑暗环境中并开机直到电池没电。
- 在更换夜视仪外壳或镜组时，最好在无尘环境下进行，任何细小的灰尘落在增像管上都会十分明显。
- 作者:PLUS
- 链接:https://tangly1024.com/article/night-vision-astronomy
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