多数热成像设备的扫描速率为30次/秒。它们能检测的温度范围为-20℃至2000℃，能检测出的温差约为0.2℃。夜视仪热成像设备一般有两大类：非冷却型——这种热成像设备较为常见。其红外探测元封装在一个单元内，可在室温下工作。这种系统可以迅速活，工作时完全静音，并且具有内置的电池。低温冷却型——这种系统价格更高，而且操作不当很容易损毁。这种热成像设备将探测元封装在一个外包装内，并将其冷却至0℃以下。由于冷却了探测元，因此这种系统的具有极高的分辨率和敏感度。低温冷却型系统可以“看到”300米以外0.1℃的温差，这样该系统足以判断出一个人手里是不是拿着一把枪！
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原子不断地以光子的形式释放能量。举例来说，当烤面包炉内的发热器之所以会变成亮红色，就是因为原子被热力激发，释放出了红色的光子。激发态的电子比未受激发的电子具有更高的能量，并且正是由于电子吸收了若干能量才达到了激发水平，它会将这一能量释放出来以回归基态。这一能量会以光子的形式（光能）被释放出来。发射出的光子具有特定的波长（颜色），这取决于释出光子时电子的能量。
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提到夜视仪，多数人想到的是图像增强技术。事实上，图像增强系统一般称为夜视设备（夜视仪）。夜视仪内有一种图像增强管，可以用来采集、放大红外线及可见光。以下是图像增强系统的工作原理：一种称为物镜的传统透镜能捕环境光线和某些近红外线。收集到的光线会传送给图像增强管。在多数夜视仪中，图像增强管的供电系统会从两节N-Cell或“AA”电池中获取电力。管道会向图像管组件输出约为5000伏的高压。图像增强管中有一个光电阴极，能将光子转化为电子。
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