Диссертация (1025115), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Преимущество ГКПперед оптическими коллиматорными прицелами заключается в возможностиоперативной замены голограммного оптического элемента с необходимойдистанциейвосстановленияилиформойприцельногознака.Такиепараметры ГОЭ, как малый вес и габаритные размеры (их еще называют«плоской оптикой») по сравнению с традиционной линзовой оптикой, взначительной мере определяет сферу их практического применения.ГКП представляют новое поколение прицелов для стрелкового оружия,позволяющий повысить скорость, уверенность и точность выполненияразличных стрелковых упражнений и обеспечить стопроцентный успех.Сегодня ГКП еще находятся в процессе своего развития.
В то время какоптические прицелы являются неотъемлемой частью снайперского оружия иустанавливаются главным образом на сверхточные дальнобойные винтовки,голографическими коллиматорными прицелами оснащают преимущественнодробовики, скорострельное автоматическое, спортивное и охотничье оружие,а также пистолеты.Актуальность и востребованность ГКП связана со следующими ихпреимуществами:1)выполнение прицеливания в динамике при движении стрелка илибыстром движении цели;2)видимое увеличение прицела практически равно единице, благодарячему при стрельбе не искажается окружающее пространство.
Поле зренияостается полностью открытым и ограничивается лишь размерами ГОЭ ивходным защитным стеклом. Прицельный знак, окружающая местность ицельвсегданаходятсявполезрения,обеспечиваянепрерывностьнаблюдения при поиске и обнаружении цели, а также между выстрелами;3)формированиеизображенияприцельногознакасбольшим17динамическим диапазоном изменения яркости его, что обеспечивает работустрелка в яркий солнечный день и ночью;4)возможность оперативного изменения в реальном времени типаприцельногознака,исходяизусловийокружающейсреды,видасоревнований, типа мишени, расстояния до цели, что приводит кзначительному повышению скорости и точности стрельбы;5)использование двух-, трёхцветных изображений прицельного знакалюбого вида, сформированных на различных расстояниях.1.2.Оптическиесистемыголографическихколлиматорныхприцелов с голограммными оптическими элементамиВ рамках диссертационной работы были проанализированы возможныепостроения оптических систем голографических коллиматорных прицелов.Схемноерешениеоптическойсистемыголографическогоколлиматорного прицела [6] включает (в соответствии с Рис.
1.1) фазовуюотражательную голограмму 2 бесконечно удаленной прицельной марки иисточник света 3 с источником электропитания 4, а источник света 3установлен под углом менее 10° к оси прицеливания.1 – основание, 2 – отражательная голограмма, 3 – источник света, 4 –источник электропитанияРис. 1.1.Оптическая схема голографического прицела согласно патенту[6]Формируемый полупроводниковым источником света 3 расходящийсяпучок направляется на отражательную голограмму 2 и восстанавливает18зарегистрированное с ее помощью мнимое изображение прицельной марки.При наблюдении цели через отражательную голограмму 2 восстановленная спомощью голограммы 2 объектная волна попадает в аккомодированный набесконечность глаз наблюдателя, где формирует на его сетчатке изображениеприцельной марки.
В качестве главных недостатков схемы можно отметитьотсутствие в ней- элементов компенсации хроматических аберраций и- системы стабилизации линии визирования при температурном дрейфедлины волны полупроводникового источника света.Все указанные выше недостатки присущи и реализации устройства,построенного по схеме [7] и представленного на Рис. 1.2. В соответствии сней в прицел после источника излучения 5 устанавливаются линзовыйконденсор 6, микродиафрагма 7, ограничивающая размер светящегося телаисточникаизлученияи,следовательно,егоугловойразмер,иколлимационный объектив 8, формирующий параллельный пучок излучения,восстанавливающего изображение прицельной марки с голограммы 9.Реализация данного устройства позволяет обеспечить высокую степеньразрешения изображения прицельной марки при использовании в качествеисточникаизлученияизлучателясбольшимиугловымиразмерамисветящегося тела.
Однако это достигаются путем усложнения конструкцииприцела.195 – светодиод, 6 – конденсор, 7 – микродиафрагма, 8 – объектив, 9 голограммаРис. 1.2.Оптическая схема голографического прицелаОсобенностьюголографическогопостроения,прицелапредставленногоявляетсяналичиенаРис.ахроматизатора1.3,36,предназначенного для минимизации увода оси прицеливания (смещенияприцельной марки) вследствие изменения длины волны лазерного диода 32.Прицел может также за счет наклонного пучка или дополнительныхоптических элементов преобразовывать эллиптический пучок, испускаемыйлазерным диодом, в пучок круглого сечения для обеспечения равномернойзасветки голограммы 30.2032 – лазерный диод, 34 – коллимационный объектив, 36 – призма сдифракционной решеткой, 30 - голограммаРис. 1.3.Оптическая схема голографического прицела, включающейахроматизаторГлавной особенностью данного прицела является то, что авторыпытаются решить проблему стабилизации положения мнимого изображения,восстановленного с голограммы, вследствие изменения длины волныисточника излучения, путём введения в оптическую схему дополнительныхоптических элементов (компенсаторов).
В качестве компенсаторов авторыпредлагают использовать призмы, дифракционные решётки или для лучшейкомпенсации можно устанавливать дифракционные решётки на призмы.Кроме того, в данной реализации предусмотрены случаи использованияв качестве компенсатора дифракционной решётки, также рассматриваетсянесколькослучаеврасположенияеёотносительноголограммы.Недостатками данного прицела является значительные габариты и массаоптических элементов схем восстановления с голограммы мнимогоизображенияприцельноймарки,атакженаличиеединственногоизображения прицельной марки при отсутствии возможности его смещенияпо линии прицеливания. При прицеливании на объекты, находящихся наразных расстояниях, существенно отличающихся от расстояния, на которомрасполагается изображение прицельной марки, точность прицеливания из-за21возникающего параллакса или расхождения между объектом и прицельноймаркой уменьшается.Наиболее широкое распространение получила схема прицела фирмыEOTech (США), представленная на Рис.
1.4. [4], в которой предусмотреныбатарейный отсек, лазерный диод 14 и оптические элементы такие, какзеркало 16, внеосевой коллиматор (сферическое зеркало Манжена) 18,отражательная решетка 20 и голограмма 22. При этом коллимирующеезеркало 18 выполнено в виде оптической детали с двумя сферическимиповерхностями с различными радиусами кривизны, причем на переднейсферическойповерхностинанесенопросветляющеепокрытие(насоответствующую длину волны лазерного излучения), а на заднююсферическую поверхность нанесено отражающее (обычно алюминиевое)покрытие. Радиусы кривизны и показатель преломления оптической деталиколлимирующего зеркала рассчитаны на минимум сферической аберрации,что позволяет формировать коллимированный пучок лазерного излучения стребуемойстепеньюрасходимости.Голограммнаяотражающаядифракционная решетка 20, обычно выполняется в виде объемной фазовойотражательнойголограммыЮ.Н.Денисюкаипредназначенаврассматриваемой схеме для компенсации изменения длины волны излучениялазерного диода, вызванного изменением температуры окружающей среды.Бесспорнымидостоинствамисхемыявляютсяееминимальныемассогабаритные характеристики и возможность стабилизации положениявизирной линии при температурном изменении длины волны излучениялазерного диода, достигаемая за счет использования двух голограммныхоптических элементов.2214 – лазерный диод (с длиной волны излучения 650 нм); 16 – зеркало; 18 –внеосевой отражающий коллиматор; 20 – отражающая дифракционнаярешётка (получена голографическим методом); 22 – ГОЭРис.
1.4.Оптическая схема голографического прицела с голограммнымкомпенсатором на основе объемной отражающей дифракционнойрешеткиВ качестве основных недостатков стоит указать следующее:1)принципиальнуюневозможностьполнойкомпенсациикомыиастигматизма в восстанавливающем голограмму пучке из-за внеосевогорасположения коллимирующего зеркала;2)относительно большое количество входящих в состав прицелаоптических элементов.Минимальным количеством оптических элементов при обеспечениистабилизации направления линии визирования характеризуются две схемыприцела [4], предложенные Tai A.M.
(США), Sieczka E.J. (США) (Рис. 1.5) и вОАО «ГОИ им. С. И. Вавилова» (Рис. 1.6). В оптическую систему прицела,изображенного на Рис. 1.5., входит лазерный диод 22, коллиматор,выполненный в виде асферической линзы, 24, голограмма 26 и отражающая23дифракционная решетка 28, формирующая неподвижное изображениеприцельной метки.22 – лазерный диод (длина волны излучения 635 нм); 24 – коллиматор (в видепрессованной пластиковой асферической линзы); 26 – голограмма; 28 –отражающая дифракционная решётка (в виде объёмной брэгговскойголограммы, на которой дифрагирует излучение вблизи 650 нм)Рис. 1.5.Оптическая схема голографического прицелаАсферическая линза 24 коллимирует излучение от лазерного диода 22,направляя его на голограмму 26, формирующую мнимое изображениеприцельноймаркипонаправлениюперпендикулярномуплоскостиголограммы.
Дифрагированное излучение после голограммы 26 падает наотражающая решётку 28, после которой дифрагирует по направлениювизирной оси. Авторы утверждают, что изменение длины волны излучения вдиапазоне ±10 нм от номинального значения не приводит к значительномусмещению углового положению прицельной марки.Существеннымнедостаткомпостроенияголографическихколлиматорных прицелов на основе объемных голограммных оптическихэлементов является существенное влияние нормальной и тангенциальнойусадок на угловое положение прицельной марки.Также стоит отметить, что общим недостатком рассмотренныхустройств является фиксированное положение наблюдаемых мнимых24изображений без возможности их смещения, что в голографическом прицелеухудшает точность прицеливания на объекты, находящиеся в пространствеприцеливания на расстояниях, значительно отличающихся от расстояния доизображения прицельной марки.В оптическую систему прицела, схема которого изображена на Рис.1.6., входят лазерный диод 1, фокусирующая отражательная дифракционнаярешетка 2 и голограмма 3, формирующая неподвижное изображениеприцельной метки.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
