Автореферат (1025114), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

При этом амплитуда волны составляет 0,677 отмаксимума, что позволяет сделать вывод о том, что при увеличении сдвига длиныволны в данной схеме яркость восстановленного изображения будет быстроснижаться.Далее в главе приводятся результаты расчетов схем голограммныхкомпенсаторов с пропускающими и отражающими ГОЭ.Оптическая схема устройства, в котором должно быть стабилизированонаправление на изображение приемного знака при отклонении длины волнысчитывающего луча λ от номинального значения λ0, представлена на Рис.

3. ЗдесьГК – голограммный компенсатор, ГОЭ - голограммный оптический элемент сзаписанной на нем голограммой прицельного знака. Угол между плоскостями ГК иГОЭ равен φ. Интерференционные полосы в обеих голограммах направлены погоризонтали перпендикулярно к плоскости рисунка. Пунктирными линиями N1 и N27показаны нормали к поверхности голограмм, α1 - угол падения считывающеголазерного луча на ГК, β1 - угол отклонения от нормали N1 продифрагировавшего наГК лазерного луча, α2 - угол падения этого луча на ГОЭ.

Этот луч становитсясчитывающим для ГОЭ.Рис. 3 Расчетно-формульная модель компенсатора на основе пропускающихголограммных оптических элементов.Условиями ахроматизации в схеме голограммного компенсатора на рис. 3являются случаи  0  и d1  d 2 , т.е. sin  2   sin 1 ;d1  d 2 cos  , т.е.. 2 , угл.мин.при   670 нм , градпри   650 нмРис. 4 График зависимости углового смещения прицельного знака при изменениидлины волны источника света в схеме с двумя пропускающими ГОЭ.8Также в главе рассмотрен голограммный компенсатор пропускающего типа, закоторым навстречу проходящим через решетку лучам установлено зеркало (илинанесена зеркальная пленка на заднюю поверхность пластинки, на которуюзаписана голографическая решетка). Считанный с пропускающей голограммы лучотражается от зеркала и проходит обратно сквозь голограмму без повторнойдифракции, так как испытав значительное угловое отклонение при первом проходеэтот луч удалился от условия (угла) Брэгга.Рассмотрим возможность компенсации (ахроматизации), если плоскости ГК иГОЭ в общей схеме непараллельны между собой.

Предлагаемая схема компенсаторапредставлена на Рис. 5. Здесь 1 – пропускающий ГОЭ, который совместно сзеркалом 2 используется в качестве компенсирующего элемента. 5 - ГОЭ сзаписанным на нем изображением прицельного знака. α1, α2 - углы падения наголограммный компенсатор и на ГОЭ считывающего луча, φ - угол междуплоскостями ГК и ГОЭ, β1, β2 - отклонение от нормали к голограммепродифрагировавших лучей.Рис. 5 Расчетно-формульная модель компенсатора на основе трехмерногопропускающего голограммного оптического элемента и зеркала.На основе данного компенсатора удается построить компактную оптическуюсхему ГКП, в которой удается значительно уменьшить габаритные размеры всегоприцела и сохранить при этом расширенный диапазон изменения длин волн светалазерного диода.

Для данной схемы ГКП были проведены теоретическиеисследования по оценке величины углового ухода изображения прицельного знака взависимости от изменения длины волны света лазерного диода, численныерезультаты которого приведены в таблице 1.Таблица 1. Смещение прицельного знака при изменении длины волны источникаλ, мкм0,60,620,640,650,660,680,70 2 , угл. мин.3,81,0850,0300,031,0853,8Реализация предложенной схемы обеспечивает стабилизацию углового уходаположения изображения прицельного знака в пределах не более 3,8 угл.мин в9расширенном диапазоне ±50 нм изменения длин волн источника оптическогоизлучения (при λ=650 нм), что соответствует диапазону изменения температурыокружающей среды в пределах от -50 °С и до +80 °С, что в 1,5 раза больше чем узарубежных аналогов.Кроме того, в диссертации разработана и исследована оптическая схема ГКП скомпенсатором (рис. 6) на основе однокомпонентной компьютерносинтезированной двумерной голограммы Фурье (КСГФ), где 1 – глаз оператора, 3 –полупрозрачное зеркало, 4 – компьютерно-синтезированная голограмма Фурье(КСГФ), 5 – диафрагма, 6 – коллимирующий линзовый объектив, 7 – лазер илисветодиод с малой апертурой, оригинальность которой подтверждена патентом наполезную модель.

Важнейшей особенностью данной схемы является то, что приосвещении плоской опорной волной с КСГФ восстанавливается изображениеприцельного знака, осевая точка которого представляет собой 0-й порядокдифракции. В результате осевая точка прицельного знака не зависит от длины волнылазерного диода (или полупроводникового светодиода) и не изменяет своегопространственного положения при изменении его длины волны света из-заизменения температуры окружающей среды. Таким образом, с помощьюкомпенсатора такого типа с КСГФ формируется несмещаемая центральная точкаприцельного знака.

Однако при этом при изменении длины волны света лазерногодиода может изменяться диаметр круга в прицельном знаке, что не сильно влияет наточность прицеливания при стрельбе.Рис. 6 Функциональная оптическая схема ГКП с компенсатором на основе КСГФ.Был разработан алгоритм компьютерного синтеза цифровой голограммыФурье в качестве ГОЭ, на котором записано изображение прицельного знака(точнее: обрамления центральной точки прицеливания прицельного знака).Структура интерференционной картины, записываемой на голограмму, формируетсяпутем компьютерного синтеза и выводится на апертуру ЖК-транспаранта,полученное изображение оптически перепроецируется на поверхностьголографического носителя, производится экспонирование сфокусированногоизображения и при необходимости фотохимическая обработка носителя.

Также прицифровой записи такого ГОЭ используется тот факт, что обрамление прицельного10знака представляет собой осесимметричную картину (рис. 7). В соответствии с этимдля записи требуется половина этой картины. Вторая половина формируется присчитывании, как минус первый дифракционный порядок (рис. 8). Использованиекомпьютерного синтеза позволяет, в частности, при формировании голограммыучитывать нелинейные свойства используемого для записи голограммысветочувствительного материала и повысить за счет этого качество считываемогоизображения прицельного знака.Рис.

7 Функциональная схема, поясняющая процесс получения изображенияприцельного знака на КСГФРис. 8 Функциональная схема, поясняющая процесс восстановления изображенияприцельного знака с КСГФВ третьей главе рассмотрены вопросы практической реализации полученныхв работе результатов. Целью экспериментальных исследований являлась проверкаправильности основных теоретических положений диссертации на основе оценкиуглового смещения линии визирования при изменении температуры окружающейсреды, при котором предложенные базовые варианты оптических системколлиматорных прицелов обеспечивают компенсацию углового ухода изображенияприцельного знака в широком диапазоне изменения температуры окружающейсреды.Для оценки метода компенсации и анализа факторов, влияющих на угловойуход положения изображения прицельного знака в расширенном диапазонеизменения длин волн источников лазерного и оптического излучения, вдиссертационной работе был созданы и испытаны макетные образцыголографических коллиматорных прицелов на основе оригинальных оптическихсистем с голограммными компенсаторами различного типа, как для стрелковогооружия, так и для систем ближнего боя.11В п.

3.1. сообщается о разработке оптической системы (рис. 9)голографического коллиматорного прицела с голограммным компенсатором наоснове трехмерного пропускающего ГОЭ и создании макетного образца на егооснове (рис. 10).Рис.9 Оптическая схема голографического коллиматорного прицела сголограммным компенсатором на основе трехмерного пропускающего ГОЭ: 1– коллимирующий объектив; 2 - трехмерный пропускающий ГОЭ; 3 –изображающая голограмма; 4 – защитное стеклоРис. 10 Макет голографического коллиматорного прицелаЭкспериментальные исследования макета ГКП заключались в определенииизменения положения прицельного знака при воздействии температуры (от -40 °Сдо +80 °С). Для чего образец прицела помещался в термобарокамеру ТБК-40 соптическим иллюминатором.Методика проведения экспериментов заключались в том, что в макетныйобразец прицела был установлен аккумулятор GP2700 напряжением 1,2 В иёмкостью 2600 мАч.

Снаружи ТБК-40 перед иллюминатором на подставке былустановлен коллиматор установки ЮТ1216 и осветитель (с фокусом равным 200мм). В нормальных климатических условиях внутри ТБК соосно с коллиматором12ЮТ1216 на кронштейне с направляющей планкой Пикатинни устанавливалсямакетный образец прицел. Центр прицельного знака совмещался с центромперекрестия коллиматора.

Характеристики

Список файлов диссертации