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1、26《激光杂志》1999年第20卷第5期LASERJOURNAL(Vol.20,No.5.1999)051全息显示屏的研制122马跃王金城周秦岭12(海军航空技术学院,青岛266041)(青岛海洋大学,青岛266003)提要:本文分析了现有平显系统的缺陷与改进方法,比较了国产镀膜显示屏与美国F-16全息显示屏的性能指标,介绍了在全息显示屏方面所作的工作并讨论了影响全息显示屏反射主波长、带宽及衍射效率的主要因素,并提出了研制过程中出现的问题。关键词:平视显示器(HUD),衍射效率,全息显示屏,重铬酸盐明胶(DCG)
2、DevelopmentofholographicdisplayscreenMaYue1WangJincheng2ZhouQinling3(NavalAeronauticalTechnologyInstitute;Qingdao266041)(OceanUniversityofQingdao2,Qingdao266003)Abstract:ThispaperanlayzeddeficienciesofHUDsysteminouractiveserviseandwaystoimproveit.Itcomparesth
3、epropertyquotaofdomesticdisplayscreenswiththatofAmericanF-16holographicones.Byintroducingworkondevelopingholographicscreens,thepa-peralsopointsoutmainproblemsarisingduringtheprocess.Keywords:head-updisplay,diffractionefficiency,holographicdisplayscreen,dichro
4、matedgelatin1引言制成,是HUD的第一代产品。全息显示屏是采用激光目前,先进的军用飞机配有平视显示/武器瞄准系技术,用全息的方法制成的,是镀膜显示屏的换代产统(以下简称平显系统HUD)。该系统主要完成对空中品,目前美军等少数发达国家的主战机种所使用的显及地(海)面目标的攻击瞄准,同时显示飞行、导航等参示屏均由过去的镀膜显示屏更换为这种全息显示屏。数,从而解决驾驶员抬头瞄准、低头看仪表的困难。该从原理上讲:镀膜显示屏采取全光谱分光,以现役系统主要由显示屏,光路系统,CRT和电子控制系统组某型军用飞机上的
5、显示屏为例:透光率为70%;反光率成,其中作为该系统最关键的部分———显示屏是用来解仅为26%。致便透光不强,反光更弱。而全息显示屏决透光和反光矛盾的,它一方面将机外景物投射到驾驶采取窄带滤波分光,即根据CRT发出的光波曲线中所员眼中;另一方面将CRT发出的光信息反射到驾驶员眼给出的主波长及波带宽的要求(如图1所示),仅选择中,这样机内、外光信息便组合成像于驾驶员的视野内。CRT发出的544±10(nm)的光将其反射,其余波段的飞机上所使用的显示屏有两种。一种是金属氧化光均可透射,其衍射特性如图2所示。这样就可以
6、实物膜显示屏(以下简称镀膜显示屏),一种是激光全息现高衍射率,即反光强;透光也强。以美F-16战斗机滤光片显示屏(以下称全息显示屏)。镀膜显示屏是采上的显示屏为例:透光率为80%;全光谱的反光率虽然用真空镀膜技术,在平板玻璃上镀制金属氧化物膜而很小,但针对CRT光的窄带反光率为80%。图1图2窄带滤波反射镜衍射特性曲线2镀膜显示屏的缺陷使整个视场发暗,影响对机外信息的获取,特别是在地目前,军用飞机上装备的镀膜显示屏存在如下主面滑跑及夜航飞行时,问题就更加突出;二是反光率要问题:一是透光不强。由于显示屏镀膜,透光率
7、低,低。由于采取全光谱分光,仅使26%的光反射,这样《激光杂志》1999年第20卷第5期LASERJOURNAL(Vol.20,No.5.1999)27CRT发出的光波有74%被浪费,再加上光学系统的损表1耗,其光能利用率低于20%,于是在强光背景下,特别(美)F-16(国产)镀是迎光飞行时,由于反光太弱,基本看不到CRT发出全息显示屏膜显示屏的信号,平显系统几乎处于失效状态。综合以上两个全光谱透光率80%70%问题可以看出理想的显示屏应该是既要有高的全谱透544nm窄带反光率80%26%射率,又要有高的窄带反射
8、率。CRT能量利用率80%20%针对这一问题采取的具体措施是提高CRT的光信号亮度以弥补显示屏反光率之不足,并采取手动和研制激光全息显示屏首先要选择一种衍射效率自动调节方式来调节CRT的光信号亮度以适应驾驶高,噪声低,透光性好的全息记录材料。显然银盐干版员的需要。手动调节即用手动的方式控制CRT的光不能满足要求,而DCG刚好具有这些优点,它是制作亮度,使之符合驾驶员的需要
