全息瞄準鏡:革命式速瞄瞄具-中文百科頻道

結構

全息瞄準鏡光路結構：

下面我們來看一種典型的全息瞄準鏡——美國L3通訊公司的EOTech全息衍射瞄準鏡。

右圖是EOTech 552系列的光路結構示意圖，細心的人肯定注意到了，圖上除了激光器、反射鏡、全息照片這些元件外，還多出了一個新的東西——光栅。為什麼要裝這個光栅，它有什麼用處呢？這個光栅是用來消除視差的。等等，前面不是說了全息式瞄準鏡不會發生視差麼？怎麼這裡又要消除視差了？這個問題還要細說一下。

EOTech是注重實用性的商品，不是實驗室裡的實驗器材，因此對它的尺寸規格有一定的要求，不能太大太重。為了使結構緊湊，EOTech上使用的是小巧的半導體激光器。但是半導體激光器有個問題，它對環境溫度的變化比較敏感，發出的激光的波長會随着環境溫度的變化而變化。

前面在全息圖像的顯像那一段裡有說過，要看到包含原分劃闆全部信息的圖像，那麼就要用一束與拍攝時的參考光相同波長的平行光線作為再現光，以與參考光在拍攝時照射在全息感光底片的角度相同的入射角度再照射到全息片上。波長一緻和角度一緻，這兩個條件缺一不可，如果波長不同會怎麼樣呢？看看這張示意圖：

圖中全息片左側的是紅線是再現光，全息片右側的紅線是再現光與參考光波長一緻的情況下的衍射光的光路，而綠色的線則是波長不一緻的情況下的衍射光光路。在波長不一緻的時候，衍射光的衍射角會發生變化，人眼看到的虛像的位置就會出現在綠線的反向延長線方向上（圖中未畫出），也就是光點會上下偏移。

該如何解決這個問題呢？給激光器上裝一個恒溫裝置？這個方法理論上是可行的，但是正如前面所說的，作為商品的EOTech瞄準鏡對尺寸規格有一定的要求，你不能讓使用者抱着一個空調去瞄準。那又要怎麼辦呢？我們再回想一下前面說過的全息瞄準鏡的瞄準原理——當人眼看到虛像時，人眼的視線如果和槍械的瞄準線是平行的，那麼此時就是正确的瞄準狀态。也就是說隻要保證從全息片後面輸出的衍射光的光路方向的一緻性，就可以用于瞄準，而全息片前面的再現光的光路或者波長是否與拍照時的參考光一緻對使用者來說其實并不重要。那麼此時光栅就派上用場了。

這是在全息片前面加上一個光栅後的效果示意圖，圖中紅色的線是再現光與參考光的波長、光路均一緻狀态下的衍射光路，而藍色和綠色的線則是在波長不一緻狀态下的光路。可以看到，由于光栅的存在，使得波長變化時的再現光照射在全息片上的角度也發生了變化，這樣一來，雖然因為波長的變化而導緻衍射光的衍射角也發生變化，但是因為再現光的入射角也發生了變化，入射角的變化補償了衍射角的變化，使得最後輸出的衍射光的方向都一緻了，這樣人眼就可以看到一個位置穩定的光點的圖像了。全息瞄準鏡對着晴朗的天空的任何一個位置，都能清晰的看到亮堂堂的分化符号，這是最基本常識。

這套系統實際上是個雙光栅系統，因為全息片本身也是一個複雜的光栅，用的是色散補償的方法來修正視差。其中的原理解釋起來有些麻煩，我就不再贅述了，不過大家可以把這個系統想象成兩個互相倒置的三棱鏡，當一束光從這兩者中通過時，不論入射光的顔色是什麼樣的（也就是波長不同），這個系統都能輸出方向一緻的光線。

EOTech的光路示意圖上是反射光栅。光栅在這裡還有另一個作用，就是可以通過對光栅在水平和垂直方向上調節來校正光點圖像的位置。　那麼我們最後再回過頭看看EOTech的示意圖，它的工作過程是這樣的——半導體激光器發出激光束，由平面反射鏡反射到準直反射鏡上，再由準直鏡将光線做成平行光并反射到反射衍射光栅上。

經反射衍射光栅反射的光線照射到全息片上，再經過衍射後傳到人眼中，這時人眼就看到産生了原來的分劃闆的全息圖像，這個像是像距也是無限遠的虛像。由于全息照片的每一部分都能記錄原分劃闆的信息，所以它可以讓觀察者在任意方向上都看到它。在一支已經歸零的EOTech上，如果你能看到那個光點，這就表明你的視線此時和槍械的瞄準線是平行的，所以你隻需要把光點對準目标就可以射擊了。

4、全息瞄準鏡的成熟光路：EOTECH 公司最早曾有過第一代全息瞄準鏡400系列，即采用全息透鏡（透射光栅）做準直鏡兼做光栅的設計(見下圖圖A1)，或先準直再用透射光栅的設計（見下圖圖A2)。但經實踐檢驗後第一代全息瞄準鏡遭到抛棄。最後才有了我們現在看到的第二代全息瞄準鏡552系列的光路結構(見下圖圖B)。

5、誤解：網上一些軍壇有流傳着這樣一個說法，大意就是說因為全息照片的每一部分都能記錄原分劃闆的信息，所以即使瞄準鏡上的全息照片在使用時出現了破損也能正常工作，不會影響瞄準效果。這個說法在我看來就像莎士比亞的《威尼斯商人》中“隻準割一磅肉而不能流一滴血”這個條件一樣無法實現。

全息瞄準鏡對系統中各個元件的安裝精度都有非常嚴格的要求，納米級的偏差都會造成非常大的視差。如果EOTech上的全息片都損壞了的話，誰能保證裡面的激光器、反射鏡、光栅這些零件都能安然無恙？全息相片的特性在全息瞄準鏡上也隻是理論上可以實現，實際中則幾乎不可能得到應用。而且即便除了全息片以外的元件都極為好運的沒有受損，那麼也會因為全息片的尺寸減小，而導緻圖像的分辨率會随之降低，因此看到的光點會變得模糊，一樣會影響到瞄準效果。

原理

全息衍射瞄準鏡簡介:

1、人眼：在講瞄準鏡之前首先要說一下人眼的一些特點，因為無論哪種瞄準鏡都是要給人眼來看的，不先說明人眼的特性就很難從基礎上解釋瞄準鏡的工作原理。人眼有兩個

特性，首先是在接收到一束平行光的時候，會認為光源的位置是在無限遠處，肉眼此時無法直接判斷出光源的距離，就比如我們盯着太陽看、或者被遠距離上的探照燈直射的時候。其次人眼也很容易上當受騙，當光線經過反射、折射過再進入人眼的時候，人眼是無法直接判斷出光源的真正位置的，這也就是看到了虛像。

2、易混淆的瞄準鏡（紅點鏡原理）：介紹了人眼的特性，還要再說一下普通反射式瞄準鏡的原理，好用來和全息衍射瞄準鏡做個對比。下圖是常見的反射式瞄準鏡的結構示意圖，目标發出的光線透過分光鏡進入人眼，人眼看到目标的實像。而照明系統照射分劃闆的光傳到分光鏡的凹面上，再由這個凹面将這些光線反射成平行光進入人眼。人眼此時是無法識别那個分劃闆的真正位置的，隻能看到它的虛像，也就是那個紅點，并且認為這個像是在無限遠處的。

把這個分劃闆的虛像與人眼看到的目标的實像疊加起來就可以用來瞄準。又因為被分光鏡的凹面反射進入人眼的是平行光，所以人眼在哪個方向上都能看到那個虛像，就好比你在短時間内在地面上移動了幾公裡，而看太陽的位置和你移動前還是一樣的是一個道理。反過來說，因為隻有人眼接收到分光鏡反射來的平行光時才能看到那個紅點，那也是就是說，在一支已經歸零的反射式瞄準鏡上，如果你能看到那個紅點，這就表明你的視線和槍械的瞄準線是平行的，所以你隻需要把紅點對準目标就可以射擊了。

紅點鏡用的是反射原理，所以可以做成紅色分劃符号，也可以做成綠色分劃符号，或紅色與綠色互換，視差始終是存在的。

全息瞄準鏡用的是衍射原理，紅色光與綠色光的衍射角度相差極大，不可能做到紅色與綠色分化同時存在。這一點也是與紅點鏡的根本區别。

全息瞄準鏡的分劃圖像對遠方目标物的遮擋僅是紅點鏡的8分之一左右，分辨率高是突出優點之一。

全息瞄準鏡原理：有反射式瞄準鏡和全息衍射使用經驗的人或者玩過某些FPS遊戲的人會覺得這兩者的使用方法相同，都是把紅點對準目标即可。雖然二者的操作類似，但是那個“紅點”的産生原理卻大相庭徑。

前面說過的，在反射式瞄準鏡上看到的紅點是光源的光照射到分劃闆上再經由分光鏡的曲面反射到人眼中形成的虛像。而在全息衍射瞄準鏡上看到的紅點則是用全息攝像/顯像技術産生的分劃闆的全息圖像。

全息瞄準鏡的屏幕是一塊全息照片，上面記錄着通過分劃闆的透射光波的振幅和位相等全部信息。當然這個分劃闆是不會裝在瞄準鏡裡的，它隻是在工廠生産全息瞄準鏡時拿來拍攝全息照片用的，全息瞄準鏡的屏幕也就是對分劃闆拍攝的一張全息照片。拍攝的方式是這樣的：

激光器發出激光被分光器分為兩束，其中一束經過透鏡組括束并準直成平行光，作為參考光直接照射到全息感光底片上；而另一束光則經過括束後作為照明光照射到分劃闆上，從分劃闆上的透明部分透過後，再由透鏡校正成平行光，最後也照射到全息感光底片上，這樣就完成了對分劃闆的全息圖像的拍攝。在拍攝過程中對整個光路系統中的每個原件的位置、角度都有是有很嚴格的要求。

全息照片拍出來了，可是要怎麼才能看到全息圖像呢？其實也不難，隻要用一束與拍攝時的參考光相同波長的平行光線，以與參考光當時照射在全息感光底片的角度相同的入射角度作為再現光照射到全息片上，經過衍射後再從全息片的後方射出。而從全息片後方射出的光線就能再現出當初拍攝時照射在分劃闆上的光線落到全息底片時候的信息，包括頻率、方向等等。

人眼在全息片的後方接收到這些光線時就會上當受騙，認為自己看到了分劃闆，但實際上那是全息片的+1級衍射波産生的分劃闆的虛像。又因為全息片顯像時從全息片後方射出的光是能完全再現當初拍攝時照射到全息膠片上的光的光路的，而初拍攝時透過分劃闆的光線是經過透鏡調校成平行光後才照射到全息膠片上的，那麼這個光路一旦被再現，人眼收到的也就是一束平行光，因此人眼也就會認為自己看到的像是在無限遠的距離上。

接下來的事情就簡單了，因為人眼接收到的光線是平行光，那麼就和普通反射式瞄準鏡一樣，先把那個虛像（也就是光點）的位置調好歸零，然後在瞄準時隻要看到了那個光點落在了目标上，也就表示此時你的槍械的瞄準線和你的視線也是平行的，你也就準确地瞄準了目标。

那麼有人要問了，反射式瞄準鏡時因為裡面那塊分光鏡的曲面能把照明光源發出的光線反射成平行光，所以人眼才能不管從哪個方向上都能看到那個紅點，而全息照片隻是一個平面，它是如何做到不管從哪個方向上都能看到那個光點的呢？

這就是全息照片的另一個特性了，因為全息膠片上每個感光點都記錄了原始場景的光線的信息，從原理上說，整個場景可以通過任意小的一部分全息照片還原出來。而人眼在專注于看光點時，實際上隻是接收到了全息照片上的某一部分衍射出的光線所攜帶的原分劃闆的信息，而從全息照片上的任一部分衍射出的光線都能攜帶相同的信息。所以人眼才能不管從哪個位置上都能看到那個光點虛像，而且這個虛像的位置是不随着你所觀察的位置變化而變化的。

現在又有人要問了，雖然原理上有諸多不同，但是反射式瞄準鏡和全息瞄準鏡最後的使用方式和效果不都是一樣的嘛？那為什麼還要去費那勞什子的勁，去搞結構複雜、成本高昂的全息瞄準鏡呢？

要回答這個問題，我們要先回過去看看反射式瞄準鏡的示意圖。圖上照明光源發出的光線被分光鏡的曲面反射成平行光進入人眼中。但是這個隻是理想狀态下的模型，實際的情況卻很可能是這樣的：

圖中下、中兩處的光線被分光鏡反射後還是平行的，可是上面那束光線被反射後卻偏離了瞄準鏡的軸線方向，這可能是分光鏡的安裝失誤造成的，也可能是分光鏡的設計加工問題導緻的，總之，如果人眼從上面那個位置去看，那麼看到的光點的位置就會如虛線所示的向下偏移，這就是通常所說的視差。因為那個虛像的像距是無限遠的，所以在瞄準遠距離目标的時候像的偏移就會很大，越遠距離上偏移越大，而在反射式瞄準鏡上也是無法完全消除視差的，隻能盡可能降低。

但是全息式瞄準鏡就能解決這個問題，因為它在拍照時用的照明光是激光，激光本身就具有很高的平行性，然後在投射到全息膠片上之前又經過了一次平行校正，可以保證光線的平行性。在全息照片顯像時被再現出來的就是這些保證平行的光路，那自然也就不會發生視差了。

全息瞄準鏡相對于紅點瞄準鏡，用法是一樣的，就是将分化對準目标即可。但全息瞄準鏡的優點在于分化比紅點鏡的更加清晰，更加容易被人眼撲捉，無論在外界光線強弱的情況下。而且紅點鏡的絕對缺陷就是視差，永遠消除不了（當你眼睛從任何角度通過分化去瞄準目标時，都會有些偏差），而全息技術則消除了這個弊端。

功能

一、全息瞄準鏡的原理跟戰機上的平顯相似。

1、瞄準：極其方便，可以讓射手在一瞬間鎖定目标并同時看到彈着點（即瞄準标志），即便在武器後坐或目标快速移動時也能很方便且不間斷的把彈着點（即瞄準标志）壓住

目标。

2、射擊：雙眼睜開，視線聚焦在目标上，彈着點（即瞄準标志）與目标重合即可擊中目标，比标準的缺口表尺瞄準要快得多。

3、兼容：全息瞄具并不妨礙缺口表尺的原有功能，當關掉全息瞄具時，射手可通過機械瞄準方式使用槍械原有的缺口表尺。

4、用途：全息瞄準鏡已被很多國家的部隊列裝,主要用于海上執法、海陸空武警特警近距離作戰、巷戰、搶灘奪島船艇颠簸中射擊、空降兵空降過程中對地射擊、地面防空射擊下降中的傘兵、跑動過程中快速追剿射擊,基本上槍槍十環，極為神奇,被譽為現代瞄具的一個革命，在3公裡直視距離内都可以使用。

适用于沖鋒槍、步槍、機槍、狙擊步槍、榴彈發射器等輕武器，在苛刻工作條件下能可靠發揮作用，即使在霧、雨、雪裡，甚至在觀瞄窗被污損的情況下，隻要能通過觀瞄窗看到目标，就能通過十字線瞄準目标，這是其它任何光學瞄準鏡做不到的，并可與其他瞄具、夜視儀串聯使用。

特點

世界上沒有兩片完全相同的葉子，說的是在我們的生活中沒有完全一樣的兩個人，兩樣事物，作為瞄準鏡中的一種，全息瞄準鏡在使用的時候既有跟其他瞄準鏡相同的地方，

也有跟其他瞄準鏡不同的地方。

全息瞄準鏡在使用時具備哪些特點呢?

特點一，能夠瞄準運動中的物體。

打過獵的朋友都知道，靜止的物體不像運動中的物體好獵殺，這是因為靜止的物體沒有動，這樣我們在使用瞄準鏡的時候就能夠對它們進行精确定位，獵殺也就容易了，但是運動中的物體它的位置是變化不定的，這樣既使我們有高倍瞄準鏡的幫助，也不能獵殺它們。使用全息瞄準鏡就不會發生這樣的情況，全息瞄準鏡有自動定位的功能，即使目标物體在不停的運動，我們也能夠準确的瞄準鏡獵殺它們。

特點二，使用範圍廣泛。

有些瞄準鏡隻能在打靶的時候使用，有些瞄準鏡隻能在野外打獵的時候使用，它們的使用範圍相對于全息瞄準鏡來說真是太小太小了。随着時代的發展，我們生活、娛樂的氛圍也越來越廣，全息瞄準鏡的使用氛圍也越來越大：奧運會中的射擊項目、海陸空的軍事演習……都可以找到全息瞄準鏡的影子。

特點三，耐磨損。

因為操作不小心等原因，瞄準鏡在使用的時候鏡片難免會髒污、破裂，别的瞄準鏡鏡片髒污、破裂之後就不能用了，全息瞄準鏡則不同，即使鏡片髒污、碎裂，我們依然能夠使用它們，直到射擊工作完成。

特别問題說明一：

全息瞄準鏡的分劃符号是一個位于瞄準鏡前方無限遠處的實物衍射像，并不位于瞄準鏡内部，因此，當眼睛透過瞄準鏡鏡體的玻璃窗口近觀前方10米左右以内的目标時（或眼睛緊盯分劃符号時），看到的分化符号是模糊的一團；而當眼睛透過玻璃窗口遠觀前方的目标時，看到的分化符号是清晰的。就象照相時：聚焦近處的景物時，遠處的景物是模糊的一個道理。判别全息瞄準鏡的分劃符号是否清析，最有效的檢測方法是：用望遠鏡（或用帶倍率的攝像機）觀察全息瞄準鏡的分劃符号，這樣檢測的清晰度結果才是有效的。

特别問題說明二：

全息瞄準鏡的主要用途是近戰速瞄，瞄的準、無溫漂、分化符号的亮度（瞄準鏡對準中午的天空，應清晰的看到明亮的分劃符号）等是主要的技術指标。全息瞄準鏡的特點不同于白光鏡，其分化闆在視野内是移動的，因此，分劃闆的中心點做的細小至關重要。至于分劃闆形狀多樣化，不但沒有必要，反而在使用時因視窗内分劃符号雜亂而使射手臨戰分神，影響速瞄。外環内點形狀是比較符合戰場實用的。

特别問題說明三：

全息瞄準鏡的分劃圖像亮度增加時，将伴随圖像周圍出現光暈，這是正常物理現象，在物理原理上是不可避免的。隻要通過亮度調節，能使光暈濺弱即可。

檢測

1、全息瞄準鏡的全息鏡片一定是無色透明且直立安裝的，确保窗口的透光率和窗口内外觀察目标像高的一緻性。

2，全息瞄準鏡不同于一般的瞄具，其窗口的各個地方瞄準精度應是完全一樣的，在檢測全息瞄準鏡的精度時，至少應檢測檢測窗口5個點，即：四個角加中心點。5個檢測點中任何一點的參數不得超标。

3、在室外對着晴朗的天空，肉眼可見到亮堂堂的分劃符号，若分劃符号昏暗，則在實際作戰中将不易瞄準。

4、在室内進行檢測分劃符号亮度檢測，不符合實戰境況。

5、用攝像頭檢測分劃符号亮度也不符合實際，因為攝像頭對外界光具有自動調節功能，不能真實反映所監測的分劃符号的亮度。

6、全息瞄準鏡的重量指标不是一項重要考核内容。在重量要求範圍内即可。

7、将全息瞄準鏡安裝在槍上，晴朗天氣，在野外實彈打靶實驗，是最好的檢測方式。

8、全息瞄準鏡按光路結構有第一代、第二代之分：第一代（上圖A1、圖A2）光路頂部沒有準直鏡，第二代（上圖B）光路頂部有準直鏡。第一代全息瞄準鏡窗口中間點與中間點以外區域的瞄準精度有差異，窗口的中間點測不出視差和溫漂（因為中間點正好是形成正負視差和正負溫漂的過零點；也就是說，中間點正好是分劃符号左右晃動、上下晃動的過零點），但離開中間點的區域，視差和溫漂是較大的。第二代全息瞄準鏡的中間點與中間點以外區域的瞄準精度是嚴格一樣的。

9、第一代全息瞄準鏡，窗口的中間點測不出瞄準精度問題，而實際上問題很大。這是這種光路結構的原理本身決定的。