Sự khác biệt lớn nhất giữa kính nhìn đêm và thiết bị ảnh nhiệt nằm ở “bước sóng” mà chúng hoạt động.
Kính nhìn đêm hoạt động dựa trên ánh sáng khả kiến và cận hồng ngoại:
- Kính nhìn đêm thế hệ thứ hai (Gen 2) hoạt động trong dải 400–700 nanomet của ánh sáng khả kiến, kết hợp với 700–1000 nanomet của cận hồng ngoại (hồng ngoại sóng ngắn).
- Kính nhìn đêm thế hệ thứ ba (Gen 3) tập trung hoàn toàn vào vùng 700–1000 nanomet, nơi có hiện tượng khí phát quang, tức ánh sáng yếu do khí quyển Trái Đất phát ra vào ban đêm.
Chính nhờ vùng 800–1000 nm này mà ống khuếch đại ánh sáng trong kính nhìn đêm có đủ nguồn sáng để khuếch đại chứ không phải ánh sáng sao hay ánh trăng như nhiều người lầm tưởng.
Thiết bị ảnh nhiệt dựa trên bức xạ hồng ngoại dài:
- Ảnh nhiệt thế hệ đầu tiên (Gen 1) hoạt động trong dải 8–10 micromet (8000–10000 nanomet), thuộc loại hồng ngoại sóng dài. Để có thể hội tụ ánh sáng, thấu kính phải có khẩu độ lớn hơn.
- Bước sóng dài cũng yêu cầu kích thước pixel lớn hơn, dẫn đến độ phân giải tổng thể thấp hơn so với kính quang học hoặc kính nhìn đêm.
Trong chương trình M1 Abrams SEPv4 của Mỹ, hệ thống ảnh nhiệt thế hệ ba sẽ kết hợp dải trung (3–5 μm) và dải dài (8–10 μm), giúp đạt độ phân giải cao hơn.
Nhờ những cải tiến này, các thiết bị ảnh nhiệt hiện đại đã đạt chất lượng hình ảnh tương đương HDTV.
Khi ứng dụng cho bộ binh hoặc cá nhân mang vác, thiết bị ảnh nhiệt gặp khó khăn về kích thước và trọng lượng, dẫn đến độ phân giải bị giới hạn.
Tóm lại, kính nhìn đêm tận dụng ánh sáng khả kiến và cận hồng ngoại để khuếch đại ánh sáng tự nhiên, trong khi ảnh nhiệt dựa vào bức xạ nhiệt để hiển thị hình ảnh trong bóng tối. Hai công nghệ này không thay thế nhau, mà bổ sung cho nhau, mỗi loại có ưu thế riêng tùy vào môi trường và nhiệm vụ.
