激光全息瞄准器的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种激光全息瞄准器，该激光全息瞄准器包括激光二极管，用以发射可见光波长的第一光束；平面反射镜，用以改变激光二极管发射的该第一光束的方向以形成第二光束；凹球面全息射镜，用于对第二光束产生准直、转向或偏折、滤波及稳定的第一平行光束；全息反射光栅，用以将该凹球面全息射镜射出的该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，用于在全息反射光栅输出的该第二平行光束的照射下在水平方向产生一个呈现在远处的分划图虚像。根据本实用新型的激光全息瞄准器的精准度相比于现有技术更高。
【专利说明】
激光全息睡准器
技术领域
[0001 ] 本实用新型关于一种激光全息瞄准器，尤其涉及一种新型的激光全息瞄准器。
【背景技术】
[0002]记录了全息图像的全息干版具有特殊的功能，它能呈现出凸显的实像和虚像，并能将图像呈现在远处。由于虚像不会被人发现，可利用呈现在远处的全息图虚像来瞄准目标，因此可制作成全息瞄准器并安装在各种武器上，可具有瞄准快速精确、不易被敌方发现、能在较恶劣环境下瞄准等特点，且由于在近距离枪战中比其它类型的瞄准器更具优势，因此近年来激光全息瞄准器受到各国军事部门的高度重视。全息瞄准器的光学部分是整个设备的关键，其中包括全息干版、光源以及一些光学元件。这些光学元件的作用是将光源发出的光扩束、准直，并引导，然后使光束以一定角度照射到全息干版上，才能在特定位置重现出记录在全息干版上的全息图像。
[0003]而全息干版的透明度以及衍射效率等是激光全息瞄准器的核心部分。
【实用新型内容】
[0004]因此，本实用新型的目的之一在于提供一种激光全息瞄准器，以解决现有技术中的问题。
[0005]为达上述目的，本实用新型提供一种激光全息瞄准器，该激光全息瞄准器包括激光二极管，用以发射可见光波长的第一光束;平面反射镜，用以改变该激光二极管发射的该第一光束的方向以形成第二光束，该平面反射镜与该激光二极管发射的该第一光束呈第一角度；凹球面全息射镜，用于对该第二光束产生准直、转向或偏折、滤波及稳定的第一平行光束，该凹球面全息射镜设置于从该平面反射镜输出的该第二光束的光路上;全息反射光栅，用以将该凹球面全息射镜射出的该第一平行光束以第二角度反射形成第二平行光束，该全息反射光栅设置于从该凹球面全息射镜输出的该第一平行光束的光路上；以及光致聚合物全息干版，是一张在全息记录干版上制作的透射式全息图，用于在全息反射光栅输出的该第二平行光束的照射下在水平方向产生一个呈现在远处的分划图虚像，该光致聚合物全息干版设于从该全息反射光栅输出的该第二平行光束的光路上，该第二平行光束照射在该光致聚合物全息干版上；其中，该光致聚合物全息干版包括基材层以及形成于该基材层上的光致聚合物感光材料层，该光致聚合物感光材料层由包括照相明胶、去离子水、丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S4、C20H6O5NA2和CnH2QN4O6的物质混合形成。
[0006]作为可选的技术方案，该凹球面全息射镜为凹球面全息透射镜或凹面全息反射
Ho
[0007]作为可选的技术方案，该光致聚合物全息干版的衍射效率大于85%。
[0008]作为可选的技术方案，该光致聚合物全息干版的灵敏度为5-lOmJ/cm2。
[0009]作为可选的技术方案，该光致聚合物全息干版的分辨率>40001p/mm。
[0010]作为可选的技术方案，该照相明胶、该去离子水、该丙烯酰胺、该三乙醇胺、该C25H26Cl2N2O6Sh 该C20H6O5NA2和该C17H20N4O6的比例为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]作为可选的技术方案，该照相明胶、该去离子水、该丙烯酰胺、该三乙醇胺、该C25H26Cl2N2O6Sh该C2QH6O5NA2和该C17H2QN4O6的比例为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]作为可选的技术方案，该光致聚合物全息干版对波长为632.8nm?647.1nm的红光敏感。
[0013]作为可选的技术方案，该光致聚合物全息干版的厚度为25μ。
[0014]作为可选的技术方案，该可见光为红光可见光。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的于激光全息瞄准器上应用了一种新型的全息干版，而由于上述光致聚合物全息干版具有较高的衍射效率、分辨率和灵敏度，从而使得本实用新型的激光全息瞄准器的精准度更高。另外，本实用新型的激光全息瞄准器利用凹球面全息射镜替代以往的加工困难、制作成本高的抛物面反射镜，使得激光全息瞄准器的整体成本降低，且使得本实用新型的激光全息瞄准器的瞄准长度变得非常短，亦从整体上可以减轻激光全息瞄准器的重量。
[0016]关于本实用新型的优点与精神可以藉由以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。
【附图说明】
[0017]图1所示根据本实用新型的激光全息瞄准器的光路示意图。
【具体实施方式】
[0018]请参见图1，图1所示为根据本实用新型的激光全息瞄准器的示意图；本实用新型提供一种激光全息瞄准器，该激光全息瞄准器包括激光二极管1、平面反射镜2、凹球面全息射镜3、全息反射光栅4以及光致聚合物全息干版5。
[0019]激光二极管I用以发射可见光波长的第一光束LI，为激光全息瞄准器提供光源，上述可见光例如为红光可见光。由激光二极管I发射的第一光束LI以一定角度照射到平面反射镜2上。平面反射镜2则用以改变该激光二极管I发射的第一光束LI的方向以形成第二光束L2，其中平面反射镜2与激光二极管I发射的第一光束LI呈第一角度，以便更好地反射第一光束LI。凹球面全息射镜3用于第二光束L2产生准直、转向或偏折、滤波和稳定的第一平行光束L3，凹球面全息射镜3设置于从平面反射镜2射出的第二光束L2的光路上。全息反射光栅4用以将凹球面全息射镜3射出的该第一平行光束L3以第二角度反射形成第二平行光束L4，全息反射光栅4设置于从凹球面全息射镜3射出的该第一平行光束L3的光路上。光致聚合物全息干版5，是一张在全息记录干版上制作的透射式全息图，用于在全息反射光栅4输出的该第二平行光束L4的照射下在水平方向产生一个呈现在远处的分划图虚像7，该光致聚合物全息干版5设置于从该全息反射光栅4射出的第二平行光束L4的光路上，该全息反射光栅4输出的该第二平行光束L4照射在该光致聚合物全息干版5上。其中光致聚合物全息干版5包括基材层以及形成于该基材层上的光致聚合物感光材料层，光致聚合物感光材料层由包括照相明胶、去尚子水、丙稀醜胺、二乙醇胺、C25H26CI2N2O6S4、C2QH6O5NA2和C17H2QN4O6的物质混合形成，上述基材层例如为玻璃。
[0020]如图1所示，在光致聚合物全息干版5的后方观察，人眼8可在水平方向上看到呈现在远处的分划图虚像7。上述分划图虚像7是细条纹构成的几何图像，呈现在光致聚合物全息干版5的法线方向。其中分划图，即用于瞄准的全息叉丝线图像。分划图虚像可以是十字、交叉线、圆圈或圆点等;瞄准时分划图所指向的被瞄准物体的部位就是弹道落点，当平行光束照射在光致聚合物全息干版5上时，在光致聚合物全息干版5后方通过光致聚合物全息干版5可以观察到在水平方向有一个呈现在远处的分划图虚像7。
[0021 ]当然，激光全息瞄准器还包括有激光器电源电路、激光器驱动电流按钮、开关、电池以及电池盒等部件，上述均为现有技术，因而在此不再赘述。
[0022]另外，上述凹球面全息射镜3例如可为凹球面全息透射镜或凹面全息反射镜。
[0023]而且上述的第一角度和第二角度并不作限定，只需要其能满足实现本实用新型的技术方案即可。
[0024]此外，本实用新型使用的光致聚合物全息干版的衍射效率大于85%，灵敏度为5-lOmJ/cm2，分辨率>40001p/mm，厚度例如为25μ。而且光致聚合物全息干版5对波长为632.8nm?647.1nm的红光敏感。
[0025]而且，为制作上述的光致聚合物全息干版，所述照相明胶、去离子水、丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S4X2QH6O5NAdPC17H2QN4O6的比例例如为20-50克:500ml: 0.1-2克:2-10ml:0.03-1.0克:0.01-0.05g和0.02-0.06g ；且较佳地，所述照相明胶、去离子水、丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S4^2QH6O5NAdPC17H2QN4O6的比例为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备，具体例如包括以下步骤:将照相明胶和去离子水混合，溶胀后搅拌，然后依次加入丙烯酰胺、三乙醇胺、C25H26Cl2N2O6S^ C2qH6O5NA2和ChH2qN4O6,得到乳剂;将所述乳剂涂覆在玻璃基片上，干燥后得到对红光敏感的光致聚合物全息干版。
[0027]所述照相明胶优选由罗赛洛(广东)明胶有限公司生产。本实施例中，以丙烯酰胺作为反应单体，其分子式为C3H5NO，分子量为71.08;以三乙醇胺为引发剂，分子式为C6Hi5NO3，分子量为149.19；感红增感染料SR 327C25H26C12N206S4为感红增感染料SR 327国。C20H6O5NA2又称藻红B，分子量为879.6。米用的C17H2QN4O6又称核黄素，分子量376.4。
[0028]光致聚合过程是小分子或单体结合成大分子或聚合物的过程，要完成这个过程必须具备几个条件:一是选择合适的单体;二是配备相应的引发剂。不同的单体，引发剂不同，感光波长不同，量子产率也不同。因此，采用上述组合，保证了制备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树脂丙烯酰胺就有易生成游离基的双键结构，是一种很好的单体材料。引发剂又分热引发，光引发若干种，本实用新型采用光引发剂三乙醇胺。为了使引发剂起作用，生成引发自由基，同时得到对红光敏感的光致聚合物，还选用了红敏的复合光敏剂感。在光照下光谱增感剂吸收光能变成激发体，接着激发体把能量传递给引发剂，被激发的引发剂继而生成可引发聚合的引发自由基，于是聚合反应开始，增长过程进行，直到形成大分子。
[0030]为了提高象质，多使光致聚合物具有良好的物理特性，例如增大感光与非感光部分的折射率变化，还优选加入相应的光交联剂使之参与聚合，形成网状的交联聚合物。曝光后高分子有机分子结构发生的变化使相应的物理特性也随之改变，比如密度发生变化，造成感光部分与非感光部分密度产生差异，从而导致折射率分布，记录下一幅由空间光强分布决定的位相型图像。
[0031]作为优选方案，还可加入增塑剂、偶联剂和防腐剂等。对于所述增塑剂、偶联剂和防腐剂并无特别限制，采用本领域技术人员熟知的产品即可。
[0032]在制备过程中，溶胀的温度优选为15°C，溶胀的时间优选为24小时;搅拌的温度优选为46°C，搅拌的时间优选为I小时。
[0033]将所述乳剂涂覆在玻璃基片上后干燥，所述干燥步骤具体为:在温度为29°C、湿度为80%的条件下放置20?30小时；然后在温度为27 °C、湿度为70%的条件下放置20?30小时；然后在温度为25°C、湿度为60%的条件下放置20?30小时。在干燥过程中，采用的湿度逐渐降低，从而保证涂覆膜均匀收缩。
[0034]得到红光敏感的光致聚合物全息干版后，优选利用He-Ne激光器作为光源，以硬币为实物，采用透射全息成像法，选择一定的物光与参考光光强比以及参考光强度，设定两束光的角度，曝光后即可得到物体的像。
[0035]曝光后，优选对干版进行如下处理:
[0036]1、在蒸馏水内静置30秒。
[0037]2、在浓度为40 %的异丙醇中脱水I分钟。
[0038]3、在浓度为60%的异丙醇中脱水I分钟。
[0039 ] 4、在浓度为80 %的异丙醇中脱水15秒。
[0040]5、在浓度为100 %的异丙醇中脱水，直至出现清晰、明亮的红色或黄绿图象为止。
[0041]6、取出干版，迅速用吹风机热风快速吹干直到全息图重现像变为金黄色清晰、明壳图像为止。
[0042]由于全息图要求重现图象清晰，亮度高，立体感强，版面清，洁无瑕疵，信噪比高，因此，要得到高质量全息图，首先需要曝光前激光器输出光束的调整，具体如下:
[0043](I)激光器接通电源后，点燃半小时以上，使输出光功率稳定。
[0044](2)把激光器输出功率调到最佳值。
[0045](3)检验输出光束通过光束镜后在屏上形成的光斑是否是高斯光斑。
[0046](4)在拍摄反射全息图时应把拍摄目标放在高斯光斑中心，光斑应大于物，使物体中心与边缘光强比在2?3倍内。
[0047]按要求安排光路并调整好后，用激光功率计接收头在放全息干版位置处测量光功率。例如测试结果为0.5mw/cm2，则根据感光灵敏度数值，曝光时间大致取10?20秒。但由于光强时往往互易律失效，因此并不限于这个范围，可以长一些。具体拍摄时还要根据在物面积大小范围内光强的均匀性，物体的反射率，室内相对湿度等因素确定最佳曝光时间。
[0048]全息干版在使用过程中还需注意防震:
[0049](I)全息干版夹持牢固，优选无自由端。特别是全息干版面积比较大时，自由端要夹住，切勿让其共振动。
[0050](2)全息干版固定好后，优选稳定几分钟再拍摄。在这段时间内可以让玻璃版慢慢释放夹持应力，否则易出现粗大的干涉条纹，影响重现象亮度与像质。
[0051](3)不必要的元器件最好不要放在全息台上，因为这些元器件往往没有牢固固定，易产生振动。
[0052](4)拍摄光路上所用的各个元器件必须用磁性表座、磁铁或螺栓牢固固定。
[0053](5)最好不要在室外有振动或较大的噪声的情况下曝光。
[0054](6)曝光时间内不要室内走动或敲击全息台面。以免因震动使干涉条纹模糊化，影响衍射效率，严重时甚至不能记录干涉条纹。
[0055]上述制备的对红光敏感的光致聚合物全息干版是一种位相型记录介质，它不同于银盐干版，属于自由基聚合的非银盐感光材料，具有较高的衍射效率、分辨率和灵敏度。
[0056]综上所述，本实用新型的于激光全息瞄准器上应用了一种新型的全息干版，而由于上述光致聚合物全息干版具有较高的衍射效率、分辨率和灵敏度，从而使得本实用新型的激光全息瞄准器的精准度更高。另外，本实用新型的激光全息瞄准器利用凹球面全息射镜替代以往的加工困难、制作成本高的抛物面反射镜，使得激光全息瞄准器的整体成本降低，且使得本实用新型的激光全息瞄准器的瞄准长度变得非常短，亦从整体上可以减轻激光全息瞄准器的重量。
[0057]以五四手枪激光全息瞄准器为例，其重量月为181g，整体长度约为105m，其电池供电时间约为40小时，此外，“十”字叉虚像位于枪前45.72米处，其适应温度范围约在-35?45摄氏度。与以往的任何类型、任何型号枪瞄器相比，该手枪激光全息瞄准器的重量轻，长度最短，且具有精确对准，隐蔽性好、视角大，瞄准迅速等特点。
[0058]藉由以上较佳具体实施例的详述，是希望能更加清楚描述本实用新型的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本实用新型的保护范围加以限制。本实用新型所申请的权利要求的保护范围应该根据上述的说明作最宽广的解释，以致使其涵盖所有可能的改变以及具相等性的安排。
【主权项】
1.一种激光全息瞄准器，其特征在于该激光全息瞄准器包括 激光二极管，用以发射可见光波长的第一光束； 平面反射镜，用以改变该激光二极管发射的该第一光束的方向以形成第二光束，该平面反射镜与该激光二极管发射的该第一光束呈第一角度； 凹球面全息射镜，用于对该第二光束产生准直、转向或偏折、滤波及稳定的第一平行光束，该凹球面全息射镜设置于从该平面反射镜输出的该第二光束的光路上； 全息反射光栅，用以将该凹球面全息射镜射出的该第一平行光束以第二角度反射形成第二平行光束，该全息反射光栅设置于从该凹球面全息射镜输出的该第一平行光束的光路上；以及 光致聚合物全息干版，是一张在全息记录干版上制作的透射式全息图，用于在全息反射光栅输出的该第二平行光束的照射下在水平方向产生一个呈现在远处的分划图虚像，该光致聚合物全息干版设于从该全息反射光栅输出的该第二平行光束的光路上，该第二平行光束照射在该光致聚合物全息干版上； 其中，该光致聚合物全息干版包括基材层以及形成于该基材层上的光致聚合物感光材料层。2.如权利要求1所述的激光全息瞄准器，其特征在于该凹球面全息射镜为凹球面全息透射镜或凹面全息反射镜。3.如权利要求1所述的激光全息瞄准器，其特征在于该光致聚合物全息干版的衍射效率大于85%。4.如权利要求1所述的激光全息瞄准器，其特征在于，该光致聚合物全息干版的灵敏度为5-lOmJ/Cm205.如权利要求1所述的激光全息瞄准器，其特征在于，该光致聚合物全息干版的分辨率>400011Vmm06.如权利要求1所述的激光全息瞄准器，其特征在于，该光致聚合物全息干版对波长为632.8nm?647.1nm的红光敏感。7.如权利要求1所述的激光全息瞄准器，其特征在于，该光致聚合物全息干版的厚度为25μ。8.如权利要求1所述的激光全息瞄准器，其特征在于该可见光为红光可见光。
【文档编号】G02B5/32GK205562946SQ201620247010
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月29日
【发明人】林志恩
【申请人】莆田市荔城区聚慧科技咨询有限公司