Når det kommer til enheder til nattesyn, tænker de fleste på billedforbedringsteknologi. Faktisk billedforbedringssystemer - almindeligvis kendt som night vision devices (NVD'er). Der er et billedforstærkerrør i NVD, som kan bruges til at opsamle og forstærke infrarødt og synligt lys. Sådan fungerer billedforbedringssystemer: En traditionel linse kaldet et objektiv fanger omgivende lys og noget nær-infrarødt lys. Det opsamlede lys sendes til billedforstærkerrøret. I de fleste NVD'er trækker strømforsyningssystemet til billedforstærkerrøret strøm fra to N-Cl- eller "AA"-batterier. Røret vil udsende en højspænding på omkring 5000 volt til billedrørsamlingen.
Billedforstærkerrøret har en fotokatode, der omdanner fotoner til elektroner. Når elektroner passerer gennem røret, vil atomerne i røret frigive lignende elektroner, hvis antal er det oprindelige antal elektroner ganget med en faktor (ca. flere tusinde gange), hvilket kan gøres ved at bruge mikrokanalpladen (MCP) i røret Arbejde. En mikrokanalplade er en lille glasskive, der indeholder millioner af bittesmå porer (mikrokanaler) indeni, fremstillet ved hjælp af fiberoptisk teknologi. Mikrokanalpladen er i et vakuum, og metalelektroder er installeret på begge sider af disken. Hver mikrokanal er omkring 45 gange dens bredde og fungerer som en elektronisk forstærker. Når elektronerne fra fotokatoden rammer den første elektrode på mikrokanalpladen, accelereres elektronerne gennem glasmikrokanalen under påvirkning af en højspænding på 5000 volt mellem de to elektroder. Når elektricitet passerer gennem mikrokanalen, frigives tusindvis af elektroner i kanalen, en proces kaldet kaskade sekundær emission. Kort sagt rammer de oprindelige elektroner siderne af mikrokanalen, og de exciterede atomer frigiver flere elektroner. Disse nye elektroner rammer også andre atomer og skaber en kædereaktion, der resulterer i, at en håndfuld elektroner kommer ind i mikrokanalen, og tusindvis åbner kanalen. Et interessant fænomen er, at mikrokanalerne på MCP'en har en lille hældningsvinkel (ca. 5-8 grad ), som ikke kun er for at inducere elektronkollisioner, men også for at reducere ionfeedback og direkte optisk feedback fra fosforlaget ved produktion. Nattesynsbilleder er bemærkelsesværdige for deres uhyggelige grønne glans.
For enden af billedforstærkerrøret rammer sønnen en fosforbelagt skærm. Elektronerne bevarer deres relative positioner, når de passerer gennem mikrokanalen, hvilket sikrer et godt billede, fordi elektronerne er arrangeret på samme måde, som fotonerne blev arrangeret i første omgang. Energien båret af disse elektroner får fosforet til at nå en exciteret tilstand og udsende fotoner. Disse fosfor producerer et grønt billede på skærmen, som er blevet en funktion af nattesynsbriller. Gennem et andet par linser kaldet okularer, kan det grønne fosforescerende billede observeres, og okularet kan bruges til at forstørre billedet eller justere fokus. NVD'er kan tilsluttes elektroniske displayenheder, såsom monitorer, eller til at observere billeder direkte gennem okularet.
