微光像增強(qiáng)器由光電陰極、電子透鏡和熒光屏等部分組成。微光像增強(qiáng)器的技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵是光電陰極和電子光學(xué)系統(tǒng)兩個(gè)部分，它們推動(dòng)微光像增強(qiáng)器的發(fā)展。隨著微光夜視技術(shù)的發(fā)展，微光像增強(qiáng)器也隨之不斷改進(jìn)，先后產(chǎn)生了Ⅰ代、Ⅱ代、超Ⅱ代、Ⅲ代和Ⅳ代微光夜視儀器。

第Ⅰ代微光像增強(qiáng)器

　　20世紀(jì)50年代，Sommer發(fā)現(xiàn)了Na2KSb(Cs)多堿光電陰極對(duì)可見(jiàn)光以及近紅外波段具有響應(yīng)，同時(shí)，Kapany發(fā)明了可以傳輸圖像的纖維光學(xué)面板以及Schagen的同心球電子光學(xué)系統(tǒng)。使60年代初第Ⅰ代微光像增強(qiáng)器(Ⅰ代管)順利誕生。它由纖維光學(xué)面板作為輸入、輸出窗的三級(jí)級(jí)聯(lián)耦合而成。

　　微弱的光學(xué)信號(hào)經(jīng)過(guò)光學(xué)系統(tǒng)聚焦到纖維光學(xué)面板輸入端，傳輸?shù)焦怆婈帢O上，并激發(fā)光電子，經(jīng)過(guò)同心球型的電子光學(xué)系統(tǒng)加速并聚焦作用，Z終入射到熒光屏上，形成可見(jiàn)光的輸出圖像;圖像經(jīng)過(guò)纖維光學(xué)面板輸出端傳輸?shù)较乱患?jí)纖維光學(xué)面板輸入端。經(jīng)過(guò)三級(jí)增強(qiáng)后，微光像增強(qiáng)器將具有較高的增益，從而可以工作在微弱的光信號(hào)下。

　　第Ⅰ代微光像增強(qiáng)器具有防強(qiáng)光性能較差，體積較大，比較笨重等缺點(diǎn)。

第Ⅱ代微光像增強(qiáng)器

　　為了克服Ⅰ代管的缺點(diǎn)，經(jīng)過(guò)多年探索，20世紀(jì)70年代初成功地研制出了微通道板(MCP)，它由上百萬(wàn)個(gè)微通道電子倍增管緊密排列而成的二維陣列元器件。微通道內(nèi)徑約為12μm，長(zhǎng)徑比約為40～80。微通道板的兩個(gè)端面鍍鎳電極，加上電壓，微通道內(nèi)壁的高二次電子發(fā)射特性，使入射到通道內(nèi)的初始電子在電場(chǎng)作用下激發(fā)出二次電子，并依次倍增，從而在輸出端獲得很高的增益。這種像管被稱為第Ⅱ代微光像增強(qiáng)器(Ⅱ代管)。

　　它通常具有銳聚焦和近貼聚焦兩種聚焦形式。在單級(jí)Ⅰ代靜電聚焦像管的基礎(chǔ)上，前者是在熒光屏前安置一塊微通道板，稱為Ⅱ代倒像管;后者在光陰極與熒光屏之間貼近放置一塊微通道板，稱為Ⅱ代薄片管。

　　第Ⅱ代微光像增強(qiáng)器使用的仍是多堿光電陰極，光電靈敏度較低等。

第Ⅲ代微光像增強(qiáng)器

　　1965年，Scheer和VanLaar發(fā)現(xiàn)了負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極。這種負(fù)電子親和勢(shì)(NEA)光陰極的光譜響應(yīng)靈敏度很高，大部分光譜區(qū)都比Na2KSb(Cs)多堿光陰極要高許多倍，尤其在近紅外波段有很高的響應(yīng);另外，NEA光陰極和Na2KSb(Cs)多堿光電陰極相比，不僅量子效率比其高幾十倍，而且暗電流儀是其于分之一。第Ⅲ代像增強(qiáng)器主要是在第Ⅱ代像增強(qiáng)器的基礎(chǔ)上，將NaKSb(Cs)多堿光電陰極置換為GaAs負(fù)電子親和勢(shì)光電陰極。

　　第Ⅲ代微光像增強(qiáng)器使用的GaAs光電陰極的制造難度大，價(jià)格昂貴，僅可用于近貼聚焦型像管，目前無(wú)法用于銳聚焦璀像管。

超Ⅱ代微光像增強(qiáng)器

　　超Ⅱ代微光管是專指性能介于第Ⅱ代微光管和第Ⅲ代微光管之間的器件。超Ⅱ代管是在Ⅱ代管的基礎(chǔ)上，借鑒了Ⅲ代管的負(fù)電子親和勢(shì)GaAs光電陰極的晶體生長(zhǎng)理論，從而提高了多堿陰極的靈敏度和分辨率，并且降低了噪聲因子。超Ⅱ代微光技術(shù)目前正由近貼聚焦型像管向曲面倒像型像管發(fā)展，性能將會(huì)得到進(jìn)一步提高，具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

　　超Ⅱ代微光像增強(qiáng)器成本比Ⅲ代管低;但制作工藝復(fù)雜。

第Ⅳ代微光像增強(qiáng)器

　　在第Ⅲ代微光像增強(qiáng)器中，電子撞擊MCP通道壁后會(huì)釋放出帶電離子和中性氣體，其中，正離子在電場(chǎng)的作用下加速飛向光電陰極，損壞光電陰極，降低其使用壽命。為防止損壞光電陰極的常用方法是在MCP輸入端面鍍一層Al2O3以防離子反饋膜，但它存在缺陷，會(huì)散射或吸收由光電陰極發(fā)射出的光電子，降低像增強(qiáng)器的信噪比和分辨率。

　　為了克服防離子反饋膜的缺陷，Litton電子光學(xué)系統(tǒng)公司成功利用單塊非鍍膜MCP制造出長(zhǎng)壽命像增強(qiáng)器。與傳統(tǒng)的MCP相比，它是體電導(dǎo)材料，導(dǎo)電是由整個(gè)體材料組成，不需經(jīng)過(guò)燒氧處理，離子反饋大大減少。

　　第Ⅳ代微光像增強(qiáng)器采用體電導(dǎo)MCP，在MCP與光電陰極間采用自動(dòng)脈沖門控電源，提高了像增強(qiáng)器的信噪比、分辨率和探測(cè)距離，減少了光暈對(duì)成像的影響，有助于對(duì)強(qiáng)光的探測(cè)。第Ⅳ代微光像增強(qiáng)器的結(jié)構(gòu)和光電陰極都與Ⅲ代微光像增強(qiáng)器一樣。