Диссертация (1025115), страница 4
Текст из файла (страница 4)
При этом светящееся тело источника излучениярасполагается на оптической оси поверхности решетки, которая, в общемслучае, может быть асферической поверхностью.1 – лазерный диод, 2 – сферическая/асферическая отражающаядифракционная решетка, 3 – изображающая голограммаРис. 1.6. Оптическая схема голографического коллиматорного прицела ОАО«ГОИ им. С.
И. Вавилова» согласно патенту [1]В качестве основных недостатков стоит указать принципиальнуюневозможность полной компенсации астигматизма в восстанавливающемголограмму пучке из-за наличия дифракционной решетки, выполненной насферической или асферической подложке.На основе проведённого анализа можно сделать вывод, что созданиеновых оптических систем коллиматорных прицелов на основе голограммныхоптических элементов в значительной степени связано с решением проблемы25обеспечения компенсации углового смещения линии визирования в широкомдиапазоне изменения температуры окружающей среды. Эта проблемаобусловлена наличием ряда нерешённых технических задач в областирасчета и создания голограммных оптических элементов для различныхоптико-электронных приборов наблюдения, вследствие чего на рынкеотсутствуют новейшие приборы наблюдения, позволяющие получатьприборысминимальнымимассогабаритнымихарактеристикамииработающие в широком температурном диапазоне окружающей среды.Структурно-функциональная1.3.схемаголографическогоколлиматорного прицела с голограммным компенсаторомПринципиальные особенности схемных решений оптических системголографических коллиматорных прицелов заключены в необходимостиобеспечения стабилизации положения линии визирования при минимальномколичествеэлементовоптическойсистемыиотсутствиябликов,распространяющихся в пространство наблюдения.Одной из важных проблем [5], связанных со стабилизацией положениялинии визирования, восстановленной с голограммы, является изменениедлиныволнывосстанавливающегоизлученияполупроводниковогоисточника света.
Изменение длины волны в основном происходит, когдаприсутствуеттемпературнаянестабильностьвобластиизлучающейплощадки источника света. Для компенсации температурной нестабильностисуществует несколько вариантов:-стабилизировать температуру при помощи нагрева и охлажденияобласти излучающей площадки источника света;-использование лазеров с обратной связью (которые даютотклонение длины волны менее чем 3 нм в области рабочих температур от20 С... 60 С );-оптическая стабилизация излучения, падающего на голограмму,при помощи компенсаторов.26НаРис.1.7приведенаструктурно-функциональнаясхемаголографического коллиматорного прицела, содержащего голограммныйкомпенсатор.Внешняя средаПриц.знакОбъектив…СистемаГОЭИсточникизлученияГлазстрелкаЭлектронный блокМеханизмы юстировкиБлокпитанияРис. 1.7.Структурно-функциональнаясхемаголографическогоколлиматорного прицела, содержащего голограммный компенсаторОптическое устройство прицеливания, структурно-функциональнаясхема которого изображена на Рис.
1.7, является автономным оптикоэлектронным прибором, работающим от Блока питания. В качестве негоможет выступать одна или несколько батарей, тип которой определяетсянеобходимым напряжением включения источника излучения и габаритамивсего устройства прицеливания. Электронный блок может включать в себясистему стабилизации тока и напряжения, систему охлаждения, системуограничения максимального тока и т.д. Основной его задачей являетсяпередача электрического сигнала источнику излучения для получениявспышки.Источник излучения необходим для освещения ГОЭ, а именно длявосстановления волнового фронта, записанного на светочувствительномматериале, нанесенном на стеклянную подложку.
Для работы в схемевоспроизведенияголограммидеальноподходятполупроводниковые27лазерные диоды. Эти диоды генерируют излучение с длинами волн порядка440...750 нм. Кроме того, полупроводниковые диоды имеют малыегабаритные размеры, массу, а также сравнительно низкую стоимость.Однако,использованиеполупроводниковыхполупроводниковыхдиодов)всхемахлазеровполучения(втомчислеголограммнерекомендуется из-за слишком малой длины волны когерентности излучения.Из вышеизложенных рассуждений следует очевидный вывод, чтозапись и считывание голограмм должны производиться различнымиисточниками излучения.
Однако при использовании различных источниковизлучения происходит влияние аберраций, что приводит к ухудшениюкачества восстановленных изображений с голограмм. Для устранения этогофактора необходимо использование источников излучения с близкимидлинами волн. Если в качестве источника излучения в схеме считыванияиспользуется полупроводниковый лазер с длиной волны λ = 650 нм, то длясхемы записи наиболее подходящим является He-Ne лазер с длиной волны λ= 632,8 нм.Оптическаясистемапозволяет,еслинеобходимо,расширитьлазерный пучок, изменить его угол падения, сколлимировать его, то естьизменить лазерный луч таким образом, чтобы осветить записаннуюинтерференционную картину ГОЭ с наибольшей эффективностью.
Крометого, особенностью данного прицела является то, что возможно решитьпроблему стабилизации положения скрытого изображения, восстановленногос голограммы, вследствие изменения длины волны источника излучения,путемвведениявоптическуюсхемукомпенсирующихоптическихэлементов. В качестве компенсирующих оптических элементов могутвыступать призмы, дифракционные решетки или дифракционные решётки напризмах (увеличивается величина дисперсии).Система ГОЭ – основной, отличающий от других устройств, элементприцела. К основным преимуществам голограммного оптического элемента(ГОЭ) относят: возможность получения в пределах апертуры ГОЭ отражения28различных длин волн с изменением углов падения излучения на различныеучастки ГОЭ (например, это свойство не реализуется в интерференционныхпокрытиях), высокая угловая селективность, возможность введения приполучении ГОЭ заданных аберраций.
За счет применения ГОЭ можноувеличить мгновенное поле зрения примерно на 60%.Излучение, восстановленное с ГОЭ, попадает в Глаз стрелка. Большоеполе обзора позволяет стрелку пользоваться периферическим зрением имгновенно реагировать на появляющуюся угрозу, а именно Объектприцеливания. В данной схеме устройства прицеливания обеспечиваетсяпроцесс прицеливания в «динамике», так как глаз стрелка не надоустанавливать вплотную к прицелу, а можно смотреть через него на любомрасстоянии, как в «окно», и видеть прицельный знак в бесконечности, чтодля динамической стрельбы очень важно.
Так, стрелку не приходитсязажмуривать второй глаз. Таким образом, реализуется значительноепреимущество такого прицела - легкость процесса прицеливания.Механизмы юстировки позволяют откорректировать положение ГОЭ,оптической системы относительно неподвижного источника излучения иконструкции прицела, что необходимо для получения максимальной яркостивосстановленного изображения прицельного знака.Наличие фактора Внешней среды, конечно, может существенноповлиять на работу прицельного устройства и в целом, и в отдельностикакого-либо элемента.
Например, голограмму необходимо оберегать отмеханических воздействий и нагрева. Распространение лазерного луча такжезависит от оптических свойств среды (пропускание, поглощение, дисперсия ит.д.).291.4. Анализ фоточувствительных регистрирующих сред дляполучения трехмерных голограммДля записи голограмм используются различные регистрирующиематериалы [8-9].Регистрирующаясреда,пригоднаядляголографии,должнаудовлетворять ряду требований: обеспечивать тождество между объектом иего восстановленным изображением с точки зрения, как регистрации, так ивосстановления; иметь максимальный коэффициент полезного действия(минимальные энергетические затраты) при записи и восстановленииизображения;обладатьэксплуатационнымихарактеристиками,обеспечивающими применение материалов в конкретных голографическихустройствах.Исходя из возможностей применения, все среды условно делятся на 2группы: на материалы с обратимым и необратимым получением голограмм.К необратимым регистрирующим средам относятся:- фотополимеризационные слои (характеризуются достаточно высокойсветочувствительностью и большой дифракционной эффективностью ~98%);- негативные и позитивные фоторезисты, позволяющие получать тонкиерельефные фазовые голограммы с дифракционной эффективностью до 30%,высоким разрешением и устойчивостью к внешним воздействиям - свету,влажности и температуре;- галогенсеребряные (ГС) фотографические материалы;- слои хромированной желатины (БХЖ), которые обладают высокойсветочувствительностью, не зависящей от длины волны записывающегоизлучения;- различные диазотипные материалы (малая чувствительность обусловливаетих применение только для копирования голограмм);- полупроводниковые слои;- системы полупроводник-металл;30- металлические плёнки.Кобратимымматериалы,регистрирующимэлектрооптическиесредамотносятсякристаллы,фотохромныефототермопластические(полупроводниковые) материалы, магнитные плёнки, жидкие кристаллы,поглощающие жидкости с криптоцианиновыми красителями.В данной работе использовались ГС материалы и материалы на основеБХЖ.
Эти материал были выбраны в связи с подходящими физикомеханическими свойствами, обусловленными параметрами приборов иустройств, в которых они будут использоваться.1.4.1 Галогенидосеребряный фоточувствительный материалГС материалы до сих пор являются самыми распространеннымиблагодаря своей надежности и высокой чувствительности, несмотря на то,что они требуют некоторого времени для обработки и при нормальномиспользовании не обладают способностью к дополнительной записи илистиранию.Физико-механические свойства галогенсеребряных фотоматериалов, каксистемы в целом, определяются в основном наличием вспомогательныхслоев, вид и количество которых зависят от специфики дальнейшейэксплуатацииизготавливаемогоматериала.Иногдасоздаётсяцелыйкомплекс вспомогательных слоев, направленных, на улучшение всего однойэксплуатационной характеристики фотоматериала.Фотографическиесвойствагалогенсеребряныхфотоматериаловопределяются видом и количеством регистрирующих слоёв.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
