全息衍射瞄准镜原理与应用：全息衍射式瞄准镜的高科技魅力
发布时间：2024-11-21 13:03:56
什么是全息衍射瞄准镜
在讲瞄准镜之前首先要说一下人眼的一些特点，因为无论哪种瞄准镜都是要给人眼来看的，不先说明人眼的特性就很难从基础上解释瞄准镜的工作原理。人眼有两个特性，首先是在接收到一束平行光的时候，会认为光源的位置是在无限远处，肉眼此时无法直接判断出光源的距离，就比如我们盯着太阳看、或者被远距离上的探照灯直射的时候。其次人眼也很容易上当受骗，当光线经过反射、折射过再进入人眼的时候，人眼是无法直接判断出光源的真正位置的，这也就是看到了虚像。，还要再说一下普通反射式瞄准镜的原理，好用来和全息衍射瞄准镜做个对比。下图是常见的反射式瞄准镜的结构示意图，目标发出的光线透过分光镜进入人眼，人眼看到目标的实像。而照明系统照射分划板的光传到分光镜的凹面上，再由这个凹面将这些光线反射成平行光进入人眼。人眼此时是无法识别那个分划板的真正位置的，只能看到它的虚像，也就是那个红点，并且认为这个像是在无限远处的。把这个分划板的虚像与人眼看到的目标的实像叠加起来就可以用来瞄准。又因为被分光镜的凹面反射进入人眼的是平行光，所以人眼在哪个方向上都能看到那个虚像，就好比你在短时间内在地面上移动了几公里，而看太阳的位置和你移动前还是一样的是一个道理。反过来说，因为只有人眼接收到分光镜反射来的平行光时才能看到那个红点，那也是就是说，在一支已经归零的反射式瞄准镜上，如果你能看到那个红点，这就表明你的视线和枪械的瞄准线是平行的，所以你只需要把红点对准目标就可以射击了。有反射式瞄准镜和全息衍射使用经验的人或者玩过某些FPS游戏的人会觉得这两者的使用方法相同，都是把红点对准目标即可。虽然二者的操作类似，但是那个“红点”的产生原理却大相庭径。
前面说过的，在反射式瞄准镜上看到的红点是光源的光照射到分划板上再经由分光镜的曲面反射到人眼中形成的虚像。而在全息衍射瞄准镜上看到的红点则是用全息摄像/显像技术产生的分划板的全息图像。
全息瞄准镜的屏幕是一块全息照片，上面记录着通过分划板的透射光波的振幅和位相等全部信息。当然这个分划板是不会装在瞄准镜里的，它只是在工厂生产全息瞄准镜时拿来拍摄全息照片用的，全息瞄准镜的屏幕也就是对分划板拍摄的一张全息照片。
激光器发出激光被分光器分为两束，其中一束经过透镜组括束并准直成平行光，作为参考光直接照射到全息感光底片上；而令一束光则经过括束后作为照明光照射到分划板上，从分划板上的透明部分透过后，再由透镜校正成平行光，最后也照射到全息感光底片上，这样就完成了对分划板的全息图像的拍摄。在拍摄过程中对整个光路系统中的每个原件的位置、角度都有是有很严格的要求。
全息照片拍出来了，可是要怎么才能看到全息图像呢？其实也不难，只要用一束与拍摄时的参考光相同波长的平行光线，以与参考光当时照射在全息感光底片的角度相同的入射角度作为再现光照射到全息片上，经过衍射后再从全息片的后方射出。而从全息片后方射出的光线就能再现出当初拍摄时照射在分划板上的光线落到全息底片时候的信息，包括频率、方向等等。人眼在全息片的后方接收到这些光线时就会上当受骗，认为自己看到了分划板，但实际上那是全息片的+1级衍射波产生的分划板的虚像。又因为全息片显像时从全息片后方射出的光是能完全再现当初拍摄时照射到全息胶片上的光的光路的，而初拍摄时透过分划板的光线是经过透镜调校成平行光后才照射到全息胶片上的，那么这个光路一旦被再现，人眼收到的也就是一束平行光，因此人眼也就会认为自己看到的像是在无限远的距离
接下来的事情就简单了，因为人眼接收到的光线是平行光，那么就和普通反射式瞄准镜一样，先把那个虚像（也就是光点）的位置调好归零，然后在瞄准时只要看到了那个光点落在了目标上，也就表示此时你的枪械的瞄准线和你的视线也是平行的，你也就准确地瞄准了目标。
那么有人要问了，反射式瞄准镜时因为里面那块分光镜的曲面能把照明光源发出的光线反射成平行光，所以人眼才能不管从哪个方向上都能看到那个红点，而全息照片只是一个平面，它是如何做到不管从哪个方向上都能看到那个光点的呢？
这就是全息照片的另一个特性了，因为全息胶片上每个感光点都记录了原始场景的光线的信息，从原理上说，整个场景可以通过任意小的一部分全息照片还原出来。而人眼在专注于看光点时，实际上只是接收到了全息照片上的某一部分衍射出的光线所携带的原分划板的信息，而从全息照片上的任一部分衍射出的光线都能携带相同的信息。所以人眼才能不管从哪个位置上都能看到那个光点虚像，而且这个虚像的位置是不随着你所观察的位置变化而变化的。
现在又有人要问了，虽然原理上有诸多不同，但是反射式瞄准镜和全息瞄准镜最后的使用方式和效果不都是一样的嘛？那为什么还要去费那劳什子的劲，去搞结构复杂、成本高昂的全息瞄准镜呢？
要回答这个问题，我们要先回过去看看反射式瞄准镜的示意图。图上照明光源发出的光线被分光镜的曲面反射成平行光进入人眼中。
网上一些军坛有流传着这样一个说法，大意就是说因为全息照片的每一部分都能记录原分划板的信息，所以即使瞄准镜上的全息照片在使用时出现了破损也能正常工作，不会影响瞄准效果。这个说法在我看来就像莎士比亚的《威尼斯商人》中“只准割一磅肉而不能流一滴血”这个条件一样无法实现。全息瞄准镜对系统中各个元件的安装精度都有非常严格的要求，纳米级的偏差都会造成非常大的视差。如果EOTech上的全息片都损坏了的话，谁能保证里面的激光器、反射镜、光栅这些零件都能安然无恙？全息相片的特性在全息瞄准镜上也只是理论上可以实现，实际中则几乎不可能得到应用。而且即便除了全息片以外的元件都极为好运的没有受损，那么也会因为全息片的尺寸减小，而导致图像的分辨率会随之降低，因此看到的光点会变得模糊，一样会影响到瞄准效果。
EOTech的全息衍射瞄准镜
EOTech的全息衍射瞄准镜
在1950年代后期，密歇根环境研究所（Environmental Research Institute of Michigan）的研究人员研制了合成孔径雷达（SAR），大大地改善了雷达图像。在合成孔径雷达的基础上，又发明了全息摄影技术（holography）并因此而获得了诺贝尔奖。全息衍射技术开始是作为战斗机的射击瞄准装置，然后又用到直升机上，然后进一步发展成平视显示器（HUD）。
当这项技术越来越小型化之后，在厂评证研定1995年，ERIM建立了一家子公司，称为电子-光学技术有限公司，简称EOTech，专门研制和生产轻武器用的全息衍射瞄准镜。第一代全息衍射瞄准镜在1996年1月投放市场，在2000年1月又推出了增加夜视镜兼容能力及其他功能的第二代全息衍射瞄准镜。
EOTech的分划是投雹核射到一块直立的硬玻璃上的激光图像，就如同红点镜一样，射手用全息图像的分划瞄准目标。而且每个瞄准镜都有多种不同的分划任射手选择，而红点镜大多源瞎掘数没有这样的功能。
EOTech公司把自己的产品称之为HWS，即全息衍射图像武器瞄准具（Holographic Weapon Sight）的缩写，现在的EOTech公司并不丝参化课学谓是唯一生产全息衍射瞄准镜的企业，大家一般都把他们的产品也称为EOTech。最初的第二代HWS型号最初为551型和552型，后来又推出了553型、XPS3型等多种型号，虽然以前的型号也有被美军使用，不过EOTech 553型是正式被美军采用，并定型为SU-231/PEQ。
EOTech 553是用于代替551系列的型号，除了外观上的变化，还把固定方式从拧螺丝改用ARMS的快拆杠杆，有沙色和黑色两种外形，也是美军正式采用的型号。553系列使用两节CR123A电池，瞄准神猜镜尺寸为124×49×71mm，重349克。
什么是全息瞄准镜
全息瞄准镜全称是全息衍射式瞄准镜。
全息瞄具的原理跟战机上的平显相似。其优点一是瞄准极其方便，可以让射手在一瞬间同时注意到瞄准标志和目标，也就是能始终保持视线清晰。射手能在一瞬间以宽视场抓住目标并把瞄准标志压在目标上，而且在武器后坐或目标快速移动时也能很方便地继续把瞄准标志压在目标上。总之，射击时，射手只需用肩鲜武存岁督容研京杀抵住武器，双眼睁开，视线状聚焦在目标上，瞄具的瞄准标志与眼睛、目标很容易构成一线，瞬间即可获得图象，比标准的缺口表尺瞄准要快得多。二是瞄准具镜片部分破损的情况下可以照用不误！而且在大多数情况下，可以保留并充分利用武器的缺口表尺。当关掉全息瞄具时，射手可通过瞄具的玻璃窗简单地看一看，并以通常的方式使用缺口表尺。全息瞄具不妨碍缺口表尺的功能 全息瞄准镜是一种新型的轻武器瞄准镜,
全息瞄准镜新的特点
全息瞄准镜在使用的时候既有跟其他瞄准镜相同的地方，也有跟其他瞄准镜不同的地方。
全息瞄准镜在使用时具备哪些特点呢?
特点一，能够瞄准运动中的物体。
打过猎的朋友都知道，运动中的物体不像静止的物体那样好猎杀，这是代因为静止的物体没有动， 这样我们在使用瞄准镜的时候就能够对它们进行精确定位，猎杀也就容易了，但是运动中的物体它的位置是变化不定的，这样既使我们有高倍瞄准镜的帮助，也不能猎杀它们。使用全息瞄准镜就不会发生这样的情况，全息瞄准镜有自动定位的功能，即使目标物体在不停的运动整接每，我们也能够准确的瞄准镜猎杀它们。
特点二，使用范围广泛。
有些瞄准镜只能在打靶的时候使用，有些瞄准镜只能在野外打猎的时候使用，它们的使用范围相对于全息瞄准镜来说真是太小太小了。 随着时代的发展，我们生活、娱乐的氛围也越来越广， 全息瞄准镜的使用氛围也越来越大：奥运会中的射击项目 、海陆空的军事演习……都可以找到全息瞄准镜的影子。
特点三，耐磨损。
因为操作不小心等原因，瞄准镜在使用的时候镜片难免会脏污、破裂，别的瞄准镜镜片脏污、破裂之后就不能用了，全息瞄准样洲题段主察久油各刘个镜则不同， 即使镜片脏污、碎裂，我们依然能够使用它们，直到射击工作完成。
特别问题说明一：
全息瞄准镜的分划符号是一个位于瞄准镜前方无限远处的实物衍射像，并不位于瞄准镜内部，因此，当眼睛透过瞄准李办雷民除镜镜体的玻璃窗口近观前方10米左右以内的目标时（或眼睛紧盯分划符号时），看到的分化符号是模糊的一团；而当眼睛透过玻璃窗口远观前方的目标时，看到的分化符号是清晰的。就象照洲相时：聚焦近处的景物时，远处的景物是模糊的一个道理。判别全息瞄准镜的分划符号是否清析，最有效的检测方法是：用望远镜（或用带倍率的摄像机）观察全息瞄准镜的分划符号，这样检测的清晰度结果才是有效的。
特别问题说明二：
全息瞄准镜的主要用途是近战速瞄，瞄的准、无温漂、分化符号的亮度（瞄准镜对准中午的天空，应清晰的看到明亮的分划符号）等是主要的技术指标。全息瞄准镜的特点不同于白光镜，其分化板在视野内是移动的，因此，分划板的中心点做的细小至关重要。至于分划板形状多样化，不但没有必要，反而在使用时因视窗内分划符号杂乱而使射手临战分神，影响速瞄。外环内点形状是比较符合战场实用的。
特别问题说明三：
全息瞄准镜的分划图像亮度增加时，将伴随图像周围出现光晕，这是正常物理现象，在物理原理上是不可避免的。只要通过亮度调节，能使光晕减弱即可。