[实用新型]一种全息瞄准器光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种全息光学系统，尤其是涉及一种用于全息瞄准器装置的紧凑匹配型全息瞄准器光学系统。

背景技术

全息瞄准器利用重现的全息图虚像来瞄准，具有瞄准快速、瞄准精度高且不受气候及环境条件影响等优点。全息瞄准器可安装在各种枪械上，由于在近距离枪战中比其它类型的瞄准器更具优势，因此近年来全息瞄准器受到各国军事部门的高度重视。

在全息瞄准器中一定包含有一个激光二极管(LD)和一张全息图。LD发出的激光照射在全息图上，人眼透过全息图可看到一个呈现在远处的全息分划图像，用该图像来瞄准要射击的目标。在对全息瞄准器的研制中，最关注的有二点：1、瞄准器必须体积小、重量轻；2、用于瞄准的全息图像必须清晰，而且在使用过程中其方向不能随温度改变。

中国专利ZL200420074252.0中揭示的瞄准器，由于光学系统很简单，虽然可做得小巧轻便，但是达不到上述第二个要求，其原因是：(1)在瞄准器使用过程中，LD的温度升高导致输出波长改变，造成全息图像的位置改变；(2)LD发射的激光相干性差，使得全息图的像差很大，因而全息图像不清晰。因此改进的方向是在LD和全息图之间加入有效的光学元件，来克服LD波长变化造成全息图象位置变化的问题并提高全息图的清晰度。美国专利US6490060和US2006/0164704中揭示的光学系统都采用了一个光栅，来达到控制激光束运行方向、对波长进行滤波、以及减小全息分划图像随波长漂移而改变方向等多重效果。在上述的2个美国专利的光学系统中，光栅的衍射光照射在全息图上，作为全息图的入射光。全息图入射光的角度和光波长决定了全息图像的位置。LD在使用过程中发热使激光波长变大，导致光栅的衍射光角度变大，因而使得全息图的入射光角度也变大。对于全息图，激光波长变大使全息图像的角度变大，然而增大的入射光角度却使全息图像的角度反方向变化，因而减小了激光波长变化引起的全息图像的角度偏离量。但由于光栅相对全息图有一倾斜角，波长变化造成全息图像的角度偏离必然存在，使瞄准精度受到影响。在最近公布的中国专利200810071050.3中揭示的全息枪瞄光路系统中，采用了一个全息透镜来对激光束进行准直、偏折和滤波，使整个系统结构比美国专利US6490060中的系统简单且成本低，并比美国专利US2006/0164704的系统长度短。众所周知，照射到全息图上的光束必须达到能覆盖整个或大部分全息图的面积，才能更有效地使全息图产生出明亮的全息图像，并使眼睛在瞄准时可以在较大范围内移动，方便进行迅速瞄准。为了使激光二极管发出的发散光到达全息图时能达到足够大的面积，光束走过的路程必须有一定长度。中国专利200810071050.3采用了一个反射镜来使激光束折迭式运行，以减少光学系统的长度，但这种折迭式光路使得整个系统的高度增加。由于瞄准器采用金属外体，增加高度也就增加了重量；若要降低瞄准器的高度，全息透镜必须倾斜放置。中国专利200810071050.3中的全息透镜与美国专利US6490060和US2006/0164704中的光栅有着一个同样的作用，就是能使受波长漂移造成全息图像位置的改变量减小。然而，它们都无法完全消除全息图像随波长漂移产生的位置变化，因此无法做到精确瞄准。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑，并能在任何状态下都能达到精确瞄准的全息瞄准器光学系统。

本实用新型设有：

一个激光二极管(LD)，激光二极管用于发射红色可见光波，为系统提供光源，激光二极管发射的激光束为发散光，发散光的中心光线在水平方向；

一个凹透镜，凹透镜用于将激光二极管发射的发散光的发散角进一步扩大，使激光束在较短的运行路程中达到需要的光束面积，凹透镜垂直放置于激光二极管的前方；

一个全息匹配元件，全息光学元件用于与全息图匹配，全息匹配元件还用于滤波和准直，全息匹配元件垂直放置于凹透镜的后方，激光二极管、凹透镜和全息匹配元件在同一光轴上；

一个全息图，在激光照射下可产生一个呈现在远处的全息图虚像，用于瞄准，全息图置于全息匹配元件的后方偏上，所述全息图和全息匹配元件相互平行放置，以便使全息匹配元件的衍射角和全息图的入射角相等。

所述全息匹配元件和全息图最好具有相同的空间频率。

所述全息匹配元件最好为透射式全息匹配元件，所述全息图最好为透射式全息图。