当电子通过管道时，管中的原子会释放相似的电子，其数目为原有电子数乘以一个因数（约为几千倍），利用管道内的微通道板（MCP）就能完成这项工作。微通道板是一个微型玻璃盘，内部含有数百万个微型孔隙（微通道），采用光纤技术制成。普通的数码夜视仪的效果是无法与热成像仪相比的，也无法与2代+的普通夜视仪相比的。微通道板处于真空中，在盘片的两面都安装了金属电极。每条微通道的长度是其宽度的45倍左右，工作原理类似于电子放大器。
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第四代夜视仪——通常我们提到的第四代技术亦称“无胶片门限”技术，总体上讲，这一代系统的性能在强光和弱光两种环境中都有较大幅度的改善。MCP去除了第三代技术加入的离子壁垒，因而背景噪声有所降低，同时信噪比得以提升。后者不发射红外线，依靠目标自身的红外辐射形成“热图像”，故又称为”热像仪”。去除离子胶片在实际中能够让更多的电子被放大，这样一来图像的扭曲度显著降低，而亮度则有明显提高。
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夜视仪的另一个显著进步的方面是它的技术革新，也就是我们通常的说法“数码时代夜视仪”。这类产品可以讲阴极管上的成像信号转换为数字信号，这样数字信号可以根据需求提高强度、转换或者进一步的处理。夜视仪技术，这项技术原先旨在帮助在夜间黑暗条件下行动，使其相对于无此技术的对手拥有显著优势。这些数字信息可以通过添加其他数据，达到信息共享，包括敌方目标情报、友军位置、或者其他通过系统整合的信息等。
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