Bildförstärkaren är en vakuumrörbaserad enhet (fotomultiplikatorrör) som kan generera en bild från ett mycket litet antal fotoner (som ljuset från stjärnor på himlen) så att en svagt upplyst scen kan ses i realtid med blotta ögat via visuell utdata, eller lagras som data för senare analys. Medan många tror att ljuset är det"förstärkt,"det är det inte. När ljus träffar en laddad fotokatodplatta emitteras elektroner genom ett vakuumrör som träffar mikrokanalplattan som gör att bildskärmen lyser upp med en bild i samma mönster som ljuset som träffar fotokatoden, och är på en frekvens som människan ögat kan se. Detta är ungefär som en CRT-tv, men istället för färgpistoler sänder fotokatoden ut.

Bilden sägs bli"intensifierades"eftersom det utgående synliga ljuset är ljusare än det inkommande ljuset, och denna effekt relaterar direkt till skillnaden mellan passiva och aktiva mörkerseende. För närvarande är den mest populära bildförstärkaren drop-in ANVIS-modulen, även om många andra modeller och storlekar finns tillgängliga på marknaden. Nyligen tillkännagav den amerikanska flottan avsikter att skaffa en dubbelfärgad variant av ANVIS för användning i cockpiten på luftburna plattformar.

En bildförstärkare eller bildförstärkarrör är en vakuumröranordning för att öka intensiteten av tillgängligt ljus i ett optiskt system för att tillåta användning under svagt ljus, till exempel på natten, för att underlätta visuell avbildning av lågljusprocesser, såsom fluorescens av material i röntgenstrålar eller gammastrålar (röntgenbildförstärkare), eller för omvandling av icke-synliga ljuskällor, såsom nära-infraröd eller kortvågig infraröd till synlig. De fungerar genom att omvandla fotoner av ljus till elektroner, förstärka elektronerna (vanligtvis med en mikrokanalplatta) och sedan omvandla de förstärkta elektronerna tillbaka till fotoner för visning. De används i enheter som mörkerseende.

Bildförstärkare omvandlar låga nivåer av ljusfotoner till elektroner, förstärker dessa elektroner och omvandlar sedan elektronerna tillbaka till ljusfotoner. Fotoner från en källa med svagt ljus kommer in i en objektivlins som fokuserar en bild till en fotokatod. Fotokatoden frigör elektroner via den fotoelektriska effekten när de inkommande fotonerna träffar den. Elektronerna accelereras genom en högspänningspotential till en mikrokanalplatta (MCP). Varje högenergielektron som träffar MCP orsakar frisättning av många elektroner från MCP i en process som kallas sekundär kaskad emission. MCP:n lutas för att uppmuntra till fler elektronkollisioner, vilket ökar mängden emission av sekundära elektroner.

Elektronerna rör sig alla i en rak linje på grund av högspänningsskillnaden över plattorna, vilket bevarar kollimation, och där en eller två elektroner kommer in kan tusentals komma fram. En separat (lägre) laddningsskillnad accelererar de sekundära elektronerna från MCP:n tills de träffar en fosforskärm i andra änden av förstärkaren, som frigör en foton för varje elektron. Bilden på fosforskärmen fokuseras av en okularlins. Amplifieringen sker vid mikrokanalplattstadiet via dess sekundära kaskadformade emission. Fosforen är vanligtvis grön eftersom det mänskliga ögat är mer känsligt för grönt än andra färger och eftersom det ursprungliga materialet som använts för att producera fosforskärmar historiskt producerade grönt ljus (därav soldaternas smeknamn "grön TV" för bildförstärkningsanordningar).