Gece Görüşü

Sizlere bir sorum var; karanlıkta görebilmek için ne yaparsınız? İlk aklınıza gelen ışıkları açmak, değil mi? Aslında karanlıkta görebilmek için bir yol daha var. Filmlerde gördüğümüz yeşil tonlu sahneleri görmemizi sağlayan sistem ‘Gece Görüşü’... Gelin şimdi bu sistemin içerisinde gerçekleşen işlemlere yakından bakalım. Öncelikle foto elektrikten başlayalım. Fotoelektrik olay, ilk kez 1800’lerin sonlarında keşfedilmiş, optik bilimine aykırı sonuçlar veren bir fenomendir. Bir metalik yüzeye ışık kaynağı -daha genel ifadeyle elektromanyetik ışınım- düştüğünde yüzeyden elektron yayımlanabilir. Bu şekilde yayımlanmış elektronlar da (elektron özellikleri değişmemesine rağmen) fotoelektronlar olarak adlandırılır. Fotoelektronlar, fotoelektrik olay o zamanlar yaygın kabul bulan, ışığın klasik dalga teorisini ciddi şekilde meydan okumuştur. Bu fizik ikilemini ortadan kaldıran isim Albert Einstein’dır ve 1921’ bu çalışması ona Nobel Ödülü kazandırmıştır. Gece görüşü cihazları fotoelektrik olaya dayanır. Bu cihazlar, fotonlara hassas malzemeden koparılan elektronların amplifikasyonuna göre çalışır. Önce bir mercek sistemi ışığı toplayarak, arka tarafı fotoelektrik malzeme ile kaplanmış cam bir plaka üzerine düşürülür. Fotoelektronlar birkaç yüz voltluk bir potansiyel farkı ile tipik olarak 10 mikron çapında birçok delik içeren bir ‘kanal plakasına’ doğru hızlandırılırlar. Deliğin iletken bir iç yüzeyi vardır ve kanal plakasının bir tarafından diğer tarafında doğru ek bir potansiyel farkı uygulanır. Bir fotoelektron bir deliğe çarptığında, etki noktasındaki atomları iyonize eder. Bu iyonize sırasında, elektronlar delik boyunca hızlandırılır ve deliğin duvarlarına çarptıkça başka elektronlar açığa çıkar ve bu böylece sürüp gider. Sonuçta delikten dışarıya çok sayıda elektron çıkar, bunlarda etkilerinin gözle görülebileceği fosforlu bir yüzeye çarpmak üzere hızlandırılırlar. Elektron yığınını delik içerisinde tutulmaya zorlanması görüntü kalitesini korur. Görüntü, her bir, deliklere karşılık gelen pikseller halinde üretilir. Elektronik gürültü cihazın sonsuz hassasiyetini engeller. Fotoelektrik yüzeye ulaşan fotonlar, ayrılır, sayılar zamanla değişir ve erişim hızları düştükçe, verilen piksellerdeki dalgalanmalar da artar. Bu dalgalanmalar foton gürültüsü olarak biline parlaklık dalgalanmaları olarak ortaya çıkar. Bunu engellemek için parlaklığın yavaşça oluşup yavaşça kaybolduğu fosforlu bir ekran kullanarak gelen fotonları uzun süreçlerde bütünleştirmek mümkündür. Ancak bunun da belirli sınırları vardır. Bütünleşme süreçleri çok uzun olduğunda hareket halindeki cisimler ekranda uzayıp giden lekeler halini alırlar. Bütünleşme süresi 0,25 saniye içerisinde her piksele ulaşan 500 foton ile kabul edilebilir görüntüler elde edilebilir. Kısaca, neredeyse her şey belli miktarlarda foton yayar. Mercek sistemi yardımıyla ortamdaki fotonlar toplanır. Toplanan bu fotonlar görüntü geliştirme tüpüne gönderilir. Görüntü geliştirme tüpü, elektronları ışık enerjisinin fotonlarına dönüştürmek için foto katotlara sahiptir. Elektronlar tüp içinden geçerken delikli bir mikro levha kullanılarak salınan atomların çarpışmasıyla yeni elektronlar elde edilir. Binlerce elektron oluşmasıyla deliklerden çıkış gerçekleşir. Görüntü geliştirme tüpü çıkışında elektronlar fosforlu bir yüzeye çarpar. Fotonlar geçerken kanala göre konumlarını koruyarak mükemmel bir görüntü sağlar. İnsan gözünün iyi algılayabildiği yeşil renkli görüntü oluşmuş olur. İşte ‘Gece Görüş Sistemi (dürbünleri)’nin kalbi sayılan bölümün kısaca çalışma şekli böyledir.

Sema Nur Akdağ
2024-05-08 283