激光全息瞄準(zhǔn)器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種激光全息瞄準(zhǔn)器，該激光全息瞄準(zhǔn)器包括激光二極管，用以發(fā)射可見光波長(zhǎng)的第一光束；平面反射鏡，用以改變激光二極管發(fā)射的該第一光束的方向以形成第二光束；凹球面全息射鏡，用于對(duì)第二光束產(chǎn)生準(zhǔn)直、轉(zhuǎn)向或偏折、濾波及穩(wěn)定的第一平行光束；全息反射光柵，用以將該凹球面全息射鏡射出的該第一平行光束以第二角度反射形成第二平行光束；以及光致聚合物全息干版，用于在全息反射光柵輸出的該第二平行光束的照射下在水平方向產(chǎn)生一個(gè)呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處的分劃圖虛像。根據(jù)本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器的精準(zhǔn)度相比于現(xiàn)有技術(shù)更高。
【專利說明】
激光全息睡準(zhǔn)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本實(shí)用新型關(guān)于一種激光全息瞄準(zhǔn)器，尤其涉及一種新型的激光全息瞄準(zhǔn)器。
【背景技術(shù)】
[0002]記錄了全息圖像的全息干版具有特殊的功能，它能呈現(xiàn)出凸顯的實(shí)像和虛像，并能將圖像呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處。由于虛像不會(huì)被人發(fā)現(xiàn)，可利用呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處的全息圖虛像來瞄準(zhǔn)目標(biāo)，因此可制作成全息瞄準(zhǔn)器并安裝在各種武器上，可具有瞄準(zhǔn)快速精確、不易被敵方發(fā)現(xiàn)、能在較惡劣環(huán)境下瞄準(zhǔn)等特點(diǎn)，且由于在近距離槍戰(zhàn)中比其它類型的瞄準(zhǔn)器更具優(yōu)勢(shì)，因此近年來激光全息瞄準(zhǔn)器受到各國(guó)軍事部門的高度重視。全息瞄準(zhǔn)器的光學(xué)部分是整個(gè)設(shè)備的關(guān)鍵，其中包括全息干版、光源以及一些光學(xué)元件。這些光學(xué)元件的作用是將光源發(fā)出的光擴(kuò)束、準(zhǔn)直，并引導(dǎo)，然后使光束以一定角度照射到全息干版上，才能在特定位置重現(xiàn)出記錄在全息干版上的全息圖像。
[0003]而全息干版的透明度以及衍射效率等是激光全息瞄準(zhǔn)器的核心部分。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]因此，本實(shí)用新型的目的之一在于提供一種激光全息瞄準(zhǔn)器，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0005]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型提供一種激光全息瞄準(zhǔn)器，該激光全息瞄準(zhǔn)器包括激光二極管，用以發(fā)射可見光波長(zhǎng)的第一光束;平面反射鏡，用以改變?cè)摷す舛O管發(fā)射的該第一光束的方向以形成第二光束，該平面反射鏡與該激光二極管發(fā)射的該第一光束呈第一角度；凹球面全息射鏡，用于對(duì)該第二光束產(chǎn)生準(zhǔn)直、轉(zhuǎn)向或偏折、濾波及穩(wěn)定的第一平行光束，該凹球面全息射鏡設(shè)置于從該平面反射鏡輸出的該第二光束的光路上;全息反射光柵，用以將該凹球面全息射鏡射出的該第一平行光束以第二角度反射形成第二平行光束，該全息反射光柵設(shè)置于從該凹球面全息射鏡輸出的該第一平行光束的光路上；以及光致聚合物全息干版，是一張?jiān)谌⒂涗浉砂嫔现谱鞯耐干涫饺D，用于在全息反射光柵輸出的該第二平行光束的照射下在水平方向產(chǎn)生一個(gè)呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處的分劃圖虛像，該光致聚合物全息干版設(shè)于從該全息反射光柵輸出的該第二平行光束的光路上，該第二平行光束照射在該光致聚合物全息干版上；其中，該光致聚合物全息干版包括基材層以及形成于該基材層上的光致聚合物感光材料層，該光致聚合物感光材料層由包括照相明膠、去離子水、丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S4、C20H6O5NA2和CnH2QN4O6的物質(zhì)混合形成。
[0006]作為可選的技術(shù)方案，該凹球面全息射鏡為凹球面全息透射鏡或凹面全息反射
Ho
[0007]作為可選的技術(shù)方案，該光致聚合物全息干版的衍射效率大于85%。
[0008]作為可選的技術(shù)方案，該光致聚合物全息干版的靈敏度為5-lOmJ/cm2。
[0009]作為可選的技術(shù)方案，該光致聚合物全息干版的分辨率>40001p/mm。
[0010]作為可選的技術(shù)方案，該照相明膠、該去離子水、該丙烯酰胺、該三乙醇胺、該C25H26Cl2N2O6Sh 該C20H6O5NA2和該C17H20N4O6的比例為20-50克:500ml: 0.1-2克:2-lOml:0.03-1.0克:0.01-0.05g和0.02-0.06g。
[0011]作為可選的技術(shù)方案，該照相明膠、該去離子水、該丙烯酰胺、該三乙醇胺、該C25H26Cl2N2O6Sh該C2QH6O5NA2和該C17H2QN4O6的比例為30-40克:500ml: 0.5-1.5克:4_8ml:0.1-0.8克:0.02-0.04g和0.03-0.05g。
[0012]作為可選的技術(shù)方案，該光致聚合物全息干版對(duì)波長(zhǎng)為632.8nm?647.1nm的紅光敏感。
[0013]作為可選的技術(shù)方案，該光致聚合物全息干版的厚度為25μ。
[0014]作為可選的技術(shù)方案，該可見光為紅光可見光。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的于激光全息瞄準(zhǔn)器上應(yīng)用了一種新型的全息干版，而由于上述光致聚合物全息干版具有較高的衍射效率、分辨率和靈敏度，從而使得本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器的精準(zhǔn)度更高。另外，本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器利用凹球面全息射鏡替代以往的加工困難、制作成本高的拋物面反射鏡，使得激光全息瞄準(zhǔn)器的整體成本降低，且使得本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器的瞄準(zhǔn)長(zhǎng)度變得非常短，亦從整體上可以減輕激光全息瞄準(zhǔn)器的重量。
[0016]關(guān)于本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與精神可以藉由以下的實(shí)用新型詳述及所附圖式得到進(jìn)一步的了解。
【附圖說明】
[0017]圖1所示根據(jù)本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器的光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]請(qǐng)參見圖1，圖1所示為根據(jù)本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器的示意圖；本實(shí)用新型提供一種激光全息瞄準(zhǔn)器，該激光全息瞄準(zhǔn)器包括激光二極管1、平面反射鏡2、凹球面全息射鏡3、全息反射光柵4以及光致聚合物全息干版5。
[0019]激光二極管I用以發(fā)射可見光波長(zhǎng)的第一光束LI，為激光全息瞄準(zhǔn)器提供光源，上述可見光例如為紅光可見光。由激光二極管I發(fā)射的第一光束LI以一定角度照射到平面反射鏡2上。平面反射鏡2則用以改變?cè)摷す舛O管I發(fā)射的第一光束LI的方向以形成第二光束L2，其中平面反射鏡2與激光二極管I發(fā)射的第一光束LI呈第一角度，以便更好地反射第一光束LI。凹球面全息射鏡3用于第二光束L2產(chǎn)生準(zhǔn)直、轉(zhuǎn)向或偏折、濾波和穩(wěn)定的第一平行光束L3，凹球面全息射鏡3設(shè)置于從平面反射鏡2射出的第二光束L2的光路上。全息反射光柵4用以將凹球面全息射鏡3射出的該第一平行光束L3以第二角度反射形成第二平行光束L4，全息反射光柵4設(shè)置于從凹球面全息射鏡3射出的該第一平行光束L3的光路上。光致聚合物全息干版5，是一張?jiān)谌⒂涗浉砂嫔现谱鞯耐干涫饺D，用于在全息反射光柵4輸出的該第二平行光束L4的照射下在水平方向產(chǎn)生一個(gè)呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處的分劃圖虛像7，該光致聚合物全息干版5設(shè)置于從該全息反射光柵4射出的第二平行光束L4的光路上，該全息反射光柵4輸出的該第二平行光束L4照射在該光致聚合物全息干版5上。其中光致聚合物全息干版5包括基材層以及形成于該基材層上的光致聚合物感光材料層，光致聚合物感光材料層由包括照相明膠、去尚子水、丙稀醜胺、二乙醇胺、C25H26CI2N2O6S4、C2QH6O5NA2和C17H2QN4O6的物質(zhì)混合形成，上述基材層例如為玻璃。
[0020]如圖1所示，在光致聚合物全息干版5的后方觀察，人眼8可在水平方向上看到呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處的分劃圖虛像7。上述分劃圖虛像7是細(xì)條紋構(gòu)成的幾何圖像，呈現(xiàn)在光致聚合物全息干版5的法線方向。其中分劃圖，即用于瞄準(zhǔn)的全息叉絲線圖像。分劃圖虛像可以是十字、交叉線、圓圈或圓點(diǎn)等;瞄準(zhǔn)時(shí)分劃圖所指向的被瞄準(zhǔn)物體的部位就是彈道落點(diǎn)，當(dāng)平行光束照射在光致聚合物全息干版5上時(shí)，在光致聚合物全息干版5后方通過光致聚合物全息干版5可以觀察到在水平方向有一個(gè)呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處的分劃圖虛像7。
[0021 ]當(dāng)然，激光全息瞄準(zhǔn)器還包括有激光器電源電路、激光器驅(qū)動(dòng)電流按鈕、開關(guān)、電池以及電池盒等部件，上述均為現(xiàn)有技術(shù)，因而在此不再贅述。
[0022]另外，上述凹球面全息射鏡3例如可為凹球面全息透射鏡或凹面全息反射鏡。
[0023]而且上述的第一角度和第二角度并不作限定，只需要其能滿足實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的技術(shù)方案即可。
[0024]此外，本實(shí)用新型使用的光致聚合物全息干版的衍射效率大于85%，靈敏度為5-lOmJ/cm2，分辨率>40001p/mm，厚度例如為25μ。而且光致聚合物全息干版5對(duì)波長(zhǎng)為632.8nm?647.1nm的紅光敏感。
[0025]而且，為制作上述的光致聚合物全息干版，所述照相明膠、去離子水、丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S4X2QH6O5NAdPC17H2QN4O6的比例例如為20-50克:500ml: 0.1-2克:2-10ml:0.03-1.0克:0.01-0.05g和0.02-0.06g ；且較佳地，所述照相明膠、去離子水、丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S4^2QH6O5NAdPC17H2QN4O6的比例為30-40克:500ml: 0.5-1.5克:4-8ml: 0.卜0.8克:0.02-0.04g和0.03-0.05g。
[0026]另外，上述光致聚合物全息干版例如可采用以下方法制備，具體例如包括以下步驟:將照相明膠和去離子水混合，溶脹后攪拌，然后依次加入丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S^ C2qH6O5NA2和ChH2qN4O6,得到乳劑;將所述乳劑涂覆在玻璃基片上，干燥后得到對(duì)紅光敏感的光致聚合物全息干版。
[0027]所述照相明膠優(yōu)選由羅賽洛(廣東)明膠有限公司生產(chǎn)。本實(shí)施例中，以丙烯酰胺作為反應(yīng)單體，其分子式為C3H5NO，分子量為71.08;以三乙醇胺為引發(fā)劑，分子式為C6Hi5NO3，分子量為149.19；感紅增感染料SR 327C25H26C12N206S4為感紅增感染料SR 327國(guó)。C20H6O5NA2又稱藻紅B，分子量為879.6。米用的C17H2QN4O6又稱核黃素，分子量376.4。
[0028]光致聚合過程是小分子或單體結(jié)合成大分子或聚合物的過程，要完成這個(gè)過程必須具備幾個(gè)條件:一是選擇合適的單體;二是配備相應(yīng)的引發(fā)劑。不同的單體，引發(fā)劑不同，感光波長(zhǎng)不同，量子產(chǎn)率也不同。因此，采用上述組合，保證了制備的光致聚合物全息干版具有$父尚的衍射效率。
[0029]上述采用的高分子感光樹脂丙烯酰胺就有易生成游離基的雙鍵結(jié)構(gòu)，是一種很好的單體材料。引發(fā)劑又分熱引發(fā)，光引發(fā)若干種，本實(shí)用新型采用光引發(fā)劑三乙醇胺。為了使引發(fā)劑起作用，生成引發(fā)自由基，同時(shí)得到對(duì)紅光敏感的光致聚合物，還選用了紅敏的復(fù)合光敏劑感。在光照下光譜增感劑吸收光能變成激發(fā)體，接著激發(fā)體把能量傳遞給引發(fā)劑，被激發(fā)的引發(fā)劑繼而生成可引發(fā)聚合的引發(fā)自由基，于是聚合反應(yīng)開始，增長(zhǎng)過程進(jìn)行，直到形成大分子。
[0030]為了提高象質(zhì)，多使光致聚合物具有良好的物理特性，例如增大感光與非感光部分的折射率變化，還優(yōu)選加入相應(yīng)的光交聯(lián)劑使之參與聚合，形成網(wǎng)狀的交聯(lián)聚合物。曝光后高分子有機(jī)分子結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化使相應(yīng)的物理特性也隨之改變，比如密度發(fā)生變化，造成感光部分與非感光部分密度產(chǎn)生差異，從而導(dǎo)致折射率分布，記錄下一幅由空間光強(qiáng)分布決定的位相型圖像。
[0031]作為優(yōu)選方案，還可加入增塑劑、偶聯(lián)劑和防腐劑等。對(duì)于所述增塑劑、偶聯(lián)劑和防腐劑并無特別限制，采用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的產(chǎn)品即可。
[0032]在制備過程中，溶脹的溫度優(yōu)選為15°C，溶脹的時(shí)間優(yōu)選為24小時(shí);攪拌的溫度優(yōu)選為46°C，攪拌的時(shí)間優(yōu)選為I小時(shí)。
[0033]將所述乳劑涂覆在玻璃基片上后干燥，所述干燥步驟具體為:在溫度為29°C、濕度為80%的條件下放置20?30小時(shí)；然后在溫度為27 °C、濕度為70%的條件下放置20?30小時(shí)；然后在溫度為25°C、濕度為60%的條件下放置20?30小時(shí)。在干燥過程中，采用的濕度逐漸降低，從而保證涂覆膜均勻收縮。
[0034]得到紅光敏感的光致聚合物全息干版后，優(yōu)選利用He-Ne激光器作為光源，以硬幣為實(shí)物，采用透射全息成像法，選擇一定的物光與參考光光強(qiáng)比以及參考光強(qiáng)度，設(shè)定兩束光的角度，曝光后即可得到物體的像。
[0035]曝光后，優(yōu)選對(duì)干版進(jìn)行如下處理:
[0036]1、在蒸餾水內(nèi)靜置30秒。
[0037]2、在濃度為40 %的異丙醇中脫水I分鐘。
[0038]3、在濃度為60%的異丙醇中脫水I分鐘。
[0039 ] 4、在濃度為80 %的異丙醇中脫水15秒。
[0040]5、在濃度為100 %的異丙醇中脫水，直至出現(xiàn)清晰、明亮的紅色或黃綠圖象為止。
[0041]6、取出干版，迅速用吹風(fēng)機(jī)熱風(fēng)快速吹干直到全息圖重現(xiàn)像變?yōu)榻瘘S色清晰、明殼圖像為止。
[0042]由于全息圖要求重現(xiàn)圖象清晰，亮度高，立體感強(qiáng)，版面清，潔無瑕疵，信噪比高，因此，要得到高質(zhì)量全息圖，首先需要曝光前激光器輸出光束的調(diào)整，具體如下:
[0043](I)激光器接通電源后，點(diǎn)燃半小時(shí)以上，使輸出光功率穩(wěn)定。
[0044](2)把激光器輸出功率調(diào)到最佳值。
[0045](3)檢驗(yàn)輸出光束通過光束鏡后在屏上形成的光斑是否是高斯光斑。
[0046](4)在拍攝反射全息圖時(shí)應(yīng)把拍攝目標(biāo)放在高斯光斑中心，光斑應(yīng)大于物，使物體中心與邊緣光強(qiáng)比在2?3倍內(nèi)。
[0047]按要求安排光路并調(diào)整好后，用激光功率計(jì)接收頭在放全息干版位置處測(cè)量光功率。例如測(cè)試結(jié)果為0.5mw/cm2，則根據(jù)感光靈敏度數(shù)值，曝光時(shí)間大致取10?20秒。但由于光強(qiáng)時(shí)往往互易律失效，因此并不限于這個(gè)范圍，可以長(zhǎng)一些。具體拍攝時(shí)還要根據(jù)在物面積大小范圍內(nèi)光強(qiáng)的均勻性，物體的反射率，室內(nèi)相對(duì)濕度等因素確定最佳曝光時(shí)間。
[0048]全息干版在使用過程中還需注意防震:
[0049](I)全息干版夾持牢固，優(yōu)選無自由端。特別是全息干版面積比較大時(shí)，自由端要夾住，切勿讓其共振動(dòng)。
[0050](2)全息干版固定好后，優(yōu)選穩(wěn)定幾分鐘再拍攝。在這段時(shí)間內(nèi)可以讓玻璃版慢慢釋放夾持應(yīng)力，否則易出現(xiàn)粗大的干涉條紋，影響重現(xiàn)象亮度與像質(zhì)。
[0051](3)不必要的元器件最好不要放在全息臺(tái)上，因?yàn)檫@些元器件往往沒有牢固固定，易產(chǎn)生振動(dòng)。
[0052](4)拍攝光路上所用的各個(gè)元器件必須用磁性表座、磁鐵或螺栓牢固固定。
[0053](5)最好不要在室外有振動(dòng)或較大的噪聲的情況下曝光。
[0054](6)曝光時(shí)間內(nèi)不要室內(nèi)走動(dòng)或敲擊全息臺(tái)面。以免因震動(dòng)使干涉條紋模糊化，影響衍射效率，嚴(yán)重時(shí)甚至不能記錄干涉條紋。
[0055]上述制備的對(duì)紅光敏感的光致聚合物全息干版是一種位相型記錄介質(zhì)，它不同于銀鹽干版，屬于自由基聚合的非銀鹽感光材料，具有較高的衍射效率、分辨率和靈敏度。
[0056]綜上所述，本實(shí)用新型的于激光全息瞄準(zhǔn)器上應(yīng)用了一種新型的全息干版，而由于上述光致聚合物全息干版具有較高的衍射效率、分辨率和靈敏度，從而使得本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器的精準(zhǔn)度更高。另外，本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器利用凹球面全息射鏡替代以往的加工困難、制作成本高的拋物面反射鏡，使得激光全息瞄準(zhǔn)器的整體成本降低，且使得本實(shí)用新型的激光全息瞄準(zhǔn)器的瞄準(zhǔn)長(zhǎng)度變得非常短，亦從整體上可以減輕激光全息瞄準(zhǔn)器的重量。
[0057]以五四手槍激光全息瞄準(zhǔn)器為例，其重量月為181g，整體長(zhǎng)度約為105m，其電池供電時(shí)間約為40小時(shí)，此外，“十”字叉虛像位于槍前45.72米處，其適應(yīng)溫度范圍約在-35?45攝氏度。與以往的任何類型、任何型號(hào)槍瞄器相比，該手槍激光全息瞄準(zhǔn)器的重量輕，長(zhǎng)度最短，且具有精確對(duì)準(zhǔn)，隱蔽性好、視角大，瞄準(zhǔn)迅速等特點(diǎn)。
[0058]藉由以上較佳具體實(shí)施例的詳述，是希望能更加清楚描述本實(shí)用新型的特征與精神，而并非以上述所揭露的較佳具體實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型的保護(hù)范圍加以限制。本實(shí)用新型所申請(qǐng)的權(quán)利要求的保護(hù)范圍應(yīng)該根據(jù)上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于該激光全息瞄準(zhǔn)器包括 激光二極管，用以發(fā)射可見光波長(zhǎng)的第一光束； 平面反射鏡，用以改變?cè)摷す舛O管發(fā)射的該第一光束的方向以形成第二光束，該平面反射鏡與該激光二極管發(fā)射的該第一光束呈第一角度； 凹球面全息射鏡，用于對(duì)該第二光束產(chǎn)生準(zhǔn)直、轉(zhuǎn)向或偏折、濾波及穩(wěn)定的第一平行光束，該凹球面全息射鏡設(shè)置于從該平面反射鏡輸出的該第二光束的光路上； 全息反射光柵，用以將該凹球面全息射鏡射出的該第一平行光束以第二角度反射形成第二平行光束，該全息反射光柵設(shè)置于從該凹球面全息射鏡輸出的該第一平行光束的光路上；以及 光致聚合物全息干版，是一張?jiān)谌⒂涗浉砂嫔现谱鞯耐干涫饺D，用于在全息反射光柵輸出的該第二平行光束的照射下在水平方向產(chǎn)生一個(gè)呈現(xiàn)在遠(yuǎn)處的分劃圖虛像，該光致聚合物全息干版設(shè)于從該全息反射光柵輸出的該第二平行光束的光路上，該第二平行光束照射在該光致聚合物全息干版上； 其中，該光致聚合物全息干版包括基材層以及形成于該基材層上的光致聚合物感光材料層。2.如權(quán)利要求1所述的激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于該凹球面全息射鏡為凹球面全息透射鏡或凹面全息反射鏡。3.如權(quán)利要求1所述的激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于該光致聚合物全息干版的衍射效率大于85%。4.如權(quán)利要求1所述的激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于，該光致聚合物全息干版的靈敏度為5-lOmJ/Cm205.如權(quán)利要求1所述的激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于，該光致聚合物全息干版的分辨率>400011Vmm06.如權(quán)利要求1所述的激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于，該光致聚合物全息干版對(duì)波長(zhǎng)為632.8nm?647.1nm的紅光敏感。7.如權(quán)利要求1所述的激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于，該光致聚合物全息干版的厚度為25μ。8.如權(quán)利要求1所述的激光全息瞄準(zhǔn)器，其特征在于該可見光為紅光可見光。
【文檔編號(hào)】G02B5/32GK205562946SQ201620247010
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】林志恩
【申請(qǐng)人】莆田市荔城區(qū)聚慧科技咨詢有限公司