一种全息光路系统技术方案

本发明专利技术提供了一种全息光路系统，包括用于为系统提供光源的激光发射模块，用于对激光发射模块发射的光进行准直、滤波和偏折的全息透镜和带有瞄准分化图像的全息图，全息透镜与激光发射模块处于同一光轴上；全息图处于全息透镜的出射光路上；激光发射模块中设有一激光二极管和用于把该激光二极管发出的光束的发散角进一步扩大的一扩束器件。该全息光路系统更为简洁、紧凑且样式更为灵活，解决了现有全息瞄具中所存在的光路系统同轴性差及系统结构长度较大的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种全息光路系统，尤其是一种可适用于激光全息瞄准装置的全息光 路系统。
技术介绍
全息瞄具是二十世纪末才走向应用的一种新型瞄具，它是全息术在轻武器上的第 一次应用，一经问世，就以其独特的性能在民用和军用领域引起了巨大的反响，目前它已经 被应用在美国和德国的部分部队。全息瞄具利用全息光学元件的衍射分化虚像进行瞄准，具有瞄准速度快、隐蔽性 好和受环境影响小的优点。与其它瞄具相比，它具有更开阔的视场，可实现全视野瞄准。能 方便地装在任何枪械上，安装迅速可靠，即不影响枪械原来的机械式瞄准具的使用，也不影 响其后配置望远镜、夜视镜等。瞄准分化图像的亮度可以根据需要进行调整，以适应不同的 目标。全息瞄具的光学部分是整个装置的核心，其中包含激光光源、全息瞄准衍射元件 和其它辅助性光学器件，光学部分的光学元件越少，瞄具的结构可以做得越紧凑轻便，如专 利号为ZL200920218958. 2的专利中所述的全息瞄具要重点关注的两点1、瞄具体积要尽 量小、重量尽量轻；2、用于瞄准的全息图的分化图像必须要清晰，且在使用过程中要克服 温度变化带来的瞄准误差，但其将LD和凹透镜独立进行装配，将带来同轴调节难度大的问 题，透射全息匹配滤波器和凹透镜所组成的光路系统同时还存在着结构相对偏长、光路系 统样式相对单一的缺陷；而专利号为ZL200810071050. 3的专利中利用反射镜来使激光折 叠运行，也存在系统长度较大的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结构更为简洁、紧凑且光路系统样式更为灵活的瞄准 光路系统，以解决现有全息瞄具中所存在的光路系统同轴性差及系统结构长度较大的问 题。为达上述目的，本专利技术提供了一种全息光路系统，包括用于为系统提供光源的激 光发射模块，用于对激光发射模块发射的光进行准直、滤波和偏折的全息透镜和带有瞄准 分化图像的全息图，其特殊之处在于，全息透镜与激光发射模块处于同一光轴上；全息图处 于全息透镜的出射光路上；激光发射模块中设有一激光二极管和用于把该激光二极管发出 的光束的发散角进一步扩大的一扩束器件。上述激光二极管是发射红色可见光波的激光二极管、发射绿色可见光波的激光二 极管、发射蓝色可见光波的激光二极管或发射红外光波的激光二极管。上述扩束器件是单片负透镜、扩束透镜组或全息扩束透镜。上述全息透镜位于所述激光发射模块的后方或下方；所述全息图放置于该全息透 镜的前方偏上，且二者平行放置或近似平行放置。上述全息透镜是透射式或反射式全息透镜。上述全息图是透射式或反射式的全息图。本专利技术的优点体现在以下几个方面1、由于系统光源直接利用一个激光发射模块进行供给，所以激光束在短距离内就 能达到足够大的光束面积；2、激光发射模块中的扩束器件的选用比较灵活，该扩束器件可以为传统光学元件 中的单片负透镜或扩束透镜组，也可以为全息光学制作的全息扩束透镜等。3、本专利技术光路系统中的激光二极管发出的光波可以为常规瞄具中应用的红色可 见光波，也可以是绿色的可见光波，可以根据情况配合不同瞄具的应用需要，即该光路系统 即可以应用于红光全息瞄具也可以用于新型的绿光全息瞄具中。4、为保证全息透镜衍射光束的平行度，入射到全息透镜的光束必须沿透镜的法线 方向传播，本专利技术的光路系统采用激光发射模块直接把光束入射到全息透镜上，避免了光 路系统在全息透镜前加入其它光学元件造成的调同轴问题。5、光路系统可采用反射式全息透镜，利用反射式全息透镜，使得光束的传播路径 可以在水平方向折叠式进行，使得结构更为紧凑，这样全息瞄具的结构可以做得更为简洁 且重量会更轻。6、本专利技术通过对全息透镜和全息图两光学元件之间匹配使用时衍射角度之间的 相互补偿关系进行了详尽的阐述，使得系统结构的应用范围更广，针对不同的精度要求可 以更为灵活的选用合适的光路系统。附图说明图1为反射式全息透镜和透射式全息图平行放置匹配使用时的光路系统示意图。图2为反射式全息透镜和反射式全息图匹配平行放置使用时的光路系统示意图。图3为反射式全息透镜和透射式全息图匹配有一定夹角放置使用时的光路系统 示意图。图4为当激光束的波长漂移时全息透镜和全息图的入射角和衍射角的变化情况 分析示意图。具体实施例方式如图1所示，本实施案例中设有一由激光二极管6和扩束系统7组成的激光发射 模块1，用于对激光发射模块1发射的发散光进行准直、滤波和偏折的全息透镜2，该全息透 镜2位于激光发射模块1的后方，且与激光发射模块1处于同一光轴上；一个带有瞄准分化 图像的全息图3，该全息图3放置于全息透镜2的前方偏上，且与全息透镜3平行放置或接 近平行放置在全息透镜3的出射光路上。其中激光发射模块1中设有一个激光二极管6、一个扩束器件7，该激光二极管可 以为发射绿色可见光波的二极管也可以为发射红色可见光波的二极管，该扩束器件用于把 激光二极管发出的光束的发散角进一步扩大，该扩束器可以为能够对激光二极管发出的光 束进行扩束的任何扩束器件，比如简单的单片负透镜、扩束透镜组或全息扩束透镜等，该扩 束器件与激光二极管制作成一个模块，可以使发射的激光束为发散角较大的发散光束，发散光束的面积在短距离内就能达到照全全息透镜，缩短了光路系统的长度，从而使光路系 统的装配更为简便，也使得该光路系统的产品的结构更为简单稳定。由该图中不难看出，激光发射模块1发射的发散光束的中心光线沿全息透镜2的 法线方向入射至全息透镜2上，在本图的示例中，全息透镜2将沿法线方向入射过来的发散 光转变为一束以一定角度斜向上传播的平行光，投射在全息图3上，由于此例中的全息图3 是一张记录有分化图像的透射式全息图，因此眼睛4透过全息图3在全息图3的后方看到 其上的全息分化图的影像(虚像)5。此例中的全息图3设于从全息透镜2输出的平行光的斜上方，从全息透镜2输出 的平行光入射在全息图3上，且全息图3与全息透镜2平行放置，二者匹配使用，从而起到 补偿全息图衍射角度随波长漂移发生变化的作用，所以此例中的全息图的分化位置不会随 波长漂移而发生位移，可以实现精确瞄准。附图2和附图3中所示的各元件的作用和附图1所示系统中的基本相同，在此就 不做--详述了。下面就激光发射模块发出的激光束的波长漂移时全息透镜和全息图之间的衍射 角度变化情况和补偿关系进行一下阐述。衍射光学元件的衍射角会随激光波长的变化而变化，而全息透镜和带有瞄准分化 图案的全息图都是衍射光学元件，它们都遵从全息基本原理和光的衍射定律。由于普通的 激光二极管的稳定性较差，其发射的激光波长会随温度发生变化，而波长漂移会导致全息 元件的衍射角发生变化，而全息瞄准中的全息图的衍射光所成的瞄准分化图像的位置就会 随着衍射角的变化而产生位移。要解决激光波长变化引起的后续瞄准误差问题，就要使全 息透镜和全息图进行匹配使用，以消除波长变化引起的瞄准图像位移。以反射式全息透镜和透射式全息图的光路系统为例，对全息透镜和全息图在波长 变化时衍射角变化量之间的相互补偿原理进行如下说明如图4所示，假定激光发射模块1的中心光束以角度α入射到全息透镜上2，当激 光发射器在使用过程中温度发生变化时，其波长就会随之变化，由于全息透镜2和全息图3 都是衍射光学元件，所以全息透镜2的衍射角β也会随着波长的漂移而发生变化，图中， Δ β本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种全息光路系统，包括用于为系统提供光源的激光发射模块，用于对激光发射模块发射的光进行准直、滤波和偏折的全息透镜和带有瞄准分化图像的全息图，其特征在于：所述全息透镜与所述激光发射模块处于同一光轴上；所述全息图处于所述全息透镜的出射光路上；所述激光发射模块中设有一激光二极管和用于把该激光二极管发出的光束的发散角进一步扩大的一扩束器件。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建华，李雯，
申请(专利权)人：西安华科光电有限公司，
类型：发明
国别省市：87