图17,色散补偿
在EOTech全息瞄准镜里用来补偿波长变化的是一块反射光栅而不是原理图中的透射光栅。这还是源于商业化的需求,如果采用透射光栅来做补偿则会加大整个系统在距离方向和高低方向上的尺寸,而且两片光栅(补偿用光栅和全息片自身)串联也会影响目标光线的透过率。这里使用反射式光栅有利于缩短系统光路,控制产品的尺寸,透射光栅和反射光栅在功能上没有区别。
不过反射光栅和全息片不是平行的,之间存在一定夹角,所以色散补偿并不完全。分析表明,当衍射角变化1mrad时,在100m的距离上引起分划的移动0.1m。当波长漂移 2nm时,未补偿时角度变化3.1×10-3rad (对应分划移动0.31m),补偿后角度变化6.7×10-5rad ( l00m的距离上分划移动6.7×10-3m )。在400m的距离上,经过补偿分划有2.68×10-2m的移动,这个精度对主要用于近战的全息瞄准镜是完全可以接受的。
另外反射光栅在这里还有另一个作用,就是可以通过对光栅在水平和垂直方向上调节来校正光点图像的位置。
我们最后再回过头看看EOTech的示意图,它的工作过程是这样的——半导体激光器发出激光束,由平面反射镜反射到准直反射镜上,再由准直反射镜将光线做离轴校正成平行光并反射到反射衍射光栅上。经反射衍射光栅反射的光线照射到全息片上,再经过衍射后传到人眼中,这时人眼就看到产生了原来的分划板的全息图像,这个像是像距也是无限远的虚像。由于全息照片的每一部分都能记录原分划板的信息,所以它可以让观察者在任意方向上都看到它。在一支已经归零的EOTech上,如果你能看到那个光点,这就表明你的视线此时和枪械的瞄准线是平行的,所以你只需要把光点对准目标就可以射击了。
由于瞄准原理和反射式瞄准镜相同,所以反射式瞄准镜的优点在全息衍射瞄准镜身上基本上都有,同时它还拥有反射式瞄准镜所没有的一些优点:
- 分划图像亮度高。由于采用了激光这一亮度和准直性都很高的光源作为再现光,全息衍射所成的分划板图像亮度要比反射式瞄准镜高很多,适合强光环境使用。
- 不易被发现。由于再现光的80-90%被衍射,所以全息瞄准镜的光源对外辐射很小,不易被夜视设备侦测到。使用夜视仪需要接近到1米以内才能发现全息瞄准镜对外发出的光。
- 没有像差,分划图像清晰准确。全息瞄准镜的成像过程只有衍射,没有反射和折射过程,因此分划图像不产生像差,瞄准精度更高。
- 视差微小。全息片是个平面透明的光学元件,因此理论上不会像反射式瞄准镜中分光镜那样产生视差。但是由于全息片自身依然有一定厚度,所以实际使用中还是存在细微视差,在较近距离上容易看出。这个视差会随着目标距离逐渐增大而消除,具体到EoTech上大约是在90m距离上就察觉不出来了。这同样有利于提高瞄准精度。
- 可靠性高。原理就是全息照片任意大小的一部分都可以还原出原始场景的全部光学信息的特性。可以让全息瞄准镜在被泥污沾染甚至破损的情况下依旧可以正常瞄准。
(虽然这是厂商大力宣传的一个卖点,不过关于这一点其实是存在争议的。全息照片固然存在上述特性,但是全息瞄准镜对系统中各个元件的安装精度都有非常严格的要求,微米级的偏差都会造成较大的视差。如果EoTech上的全息片都损坏了的话,里面的激光器、反射镜、光栅这些零件也难免发生故障。而且即便除了全息片以外的元件都极为好运的没有受损,那么也会因为全息片的尺寸减小,而导致图像的分辨率会随之降低,因此看到的光点会变得模糊,同样会影响到瞄准效果。)
全息瞄准镜也不是十全十美的,它也存在一些不足:
1. 结构复杂,对技术水平要求高,生产成本也因此高昂。
2. 体积、重量相对于反射式瞄准镜略大,且不易做得更小。目前仅适合安装在双手持握的武器上,尚无适用于手枪的型号。
3. 耗电量大,激光器的连续工作时间较短,在长期野外环境下的备用电池补给存在一定麻烦。