L'intensificateur d'image est un dispositif basé sur un tube à vide (tube photomultiplicateur) qui peut générer une image à partir d'un très petit nombre de photons (comme la lumière des étoiles dans le ciel) afin qu'une scène faiblement éclairée puisse être visualisée en temps réel à l'œil nu via une sortie visuelle, ou stockées sous forme de données pour une analyse ultérieure. Alors que beaucoup croient que la lumière est"amplifié,"ce n'est pas. Lorsque la lumière frappe une plaque de photocathode chargée, des électrons sont émis à travers un tube à vide qui frappe la plaque à microcanaux, ce qui fait que l'écran d'image s'illumine avec une image dans le même motif que la lumière qui frappe la photocathode, et est sur une fréquence que l'humain l'oeil peut voir. Cela ressemble beaucoup à un téléviseur CRT, mais au lieu de pistolets couleur, la photocathode émet.

On dit que l'image devient"intensifié"parce que la lumière visible de sortie est plus brillante que la lumière entrante, et cet effet est directement lié à la différence entre les lunettes de vision nocturne passives et actives. Actuellement, l'intensificateur d'image le plus populaire est le module ANVIS intégré, bien que de nombreux autres modèles et tailles soient disponibles sur le marché. Récemment, la marine américaine a annoncé son intention de se procurer une variante bicolore de l'ANVIS à utiliser dans le cockpit des plates-formes aéroportées.

Un intensificateur d'image ou un tube intensificateur d'image est un dispositif à tube à vide pour augmenter l'intensité de la lumière disponible dans un système optique pour permettre une utilisation dans des conditions de faible luminosité, comme la nuit, pour faciliter l'imagerie visuelle des processus de faible luminosité, tels que la fluorescence de matériaux dans les rayons X ou les rayons gamma (intensificateur d'image à rayons X), ou pour la conversion de sources lumineuses non visibles, telles que le proche infrarouge ou l'infrarouge à ondes courtes vers le visible. Ils fonctionnent en convertissant les photons de lumière en électrons, en amplifiant les électrons (généralement avec une plaque à microcanaux), puis en reconvertissant les électrons amplifiés en photons pour les visualiser. Ils sont utilisés dans des appareils tels que des lunettes de vision nocturne.

Les intensificateurs d'image convertissent de faibles niveaux de photons lumineux en électrons, amplifient ces électrons, puis reconvertissent les électrons en photons de lumière. Les photons provenant d'une source de faible luminosité entrent dans une lentille d'objectif qui focalise une image dans une photocathode. La photocathode libère des électrons via l'effet photoélectrique lorsque les photons entrants la frappent. Les électrons sont accélérés par un potentiel haute tension dans une plaque à microcanaux (MCP). Chaque électron de haute énergie qui frappe le MCP provoque la libération de nombreux électrons du MCP dans un processus appelé émission en cascade secondaire. Le MCP est incliné pour encourager davantage de collisions d'électrons, augmentant ainsi la quantité d'émission d'électrons secondaires.

Les électrons se déplacent tous en ligne droite en raison de la différence de haute tension à travers les plaques, ce qui préserve la collimation, et là où un ou deux électrons sont entrés, des milliers peuvent émerger. Un différentiel de charge séparé (inférieur) accélère les électrons secondaires du MCP jusqu'à ce qu'ils frappent un écran de phosphore à l'autre extrémité de l'intensificateur, qui libère un photon pour chaque électron. L'image sur l'écran au phosphore est focalisée par une lentille oculaire. L'amplification se produit au niveau de la plaque à microcanaux via son émission secondaire en cascade. Le luminophore est généralement vert parce que l'œil humain est plus sensible au vert que les autres couleurs et parce qu'historiquement, le matériau d'origine utilisé pour produire des écrans luminophores produisait de la lumière verte (d'où le surnom des soldats « TV verte » pour les dispositifs d'intensification d'image).