全息衍射瞄准镜出现得比较晚，商业化的产品在1996年才问世，但它的瞄准原理其实早已在战斗机的第四代平视显示器（HUD）可以应用。

全息衍射瞄准镜的操作方法以及显示效果都和反射式瞄准镜差不多，都是把红点对准目标即可，但是那个“红点”的产生原理和内部结构却大相庭径。

在反射式瞄准镜上看到的红点是光源的光照射到分划板上再经由分光镜的曲面反射到人眼中形成的虚像。而在全息衍射瞄准镜上看到的红点则是用全息摄像/显像技术产生的分划板的全息图像。

在拍摄时，从激光器发出激光被分光器分为两束，其中一束经过透镜组括束并准直成平行光，作为参考光直接照射到全息感光底片上；而令一束光则经过括束后作为照明光照射到分划板上，从分划板上的透明部分透过后，再由透镜校正成平行光，最后也照射到全息感光底片上，这样就完成了对分划板的全息图像的拍摄。在拍摄过程中对整个光路系统中的每个原件的位置、角度以及拍摄环境震动（尽可能减小震动）都有很严格的要求。

全息片拍出来了，可是要怎么才能看到全息图像呢？这可不是像普通胶卷一样冲晒出来的。如图11所示，要让全息片显像，需要用一束与拍摄时的参考光相同波长的平行光线作为再现光，以与拍照时照射在全息感光底片上的参考光角度相同的入射角度照射到全息片上，经过衍射后再从全息片的后方射出。而从全息片后方射出的光线就能再现出拍摄时照射在分划板上的光线落到全息底片时候的信息，包括频率、方向等等。

人眼就在全息片的后方接收到衍射出的光线时就会被被骗，认为自己看到了分划板的图像，但实际上那是全息片的 1级衍射波产生的分划板的虚像，而人脑则会把它脑补成图像在进入人眼的光线的反向延长线上。

又因为全息片显像时从全息片后方射出的光是能完全再现当初拍摄时照射到全息胶片上的光的光路的，而初拍摄时透过分划板的光线又是经过透镜调校成平行光后才照射到全息胶片上的，那么这个光路一被再现，人眼收到的也就是一束平行光，因此人脑同样感受到了一幅“一束从人眼位置发射的笔直的光线”的图像。

因为人眼接收到的光线是平行光，那么瞄准操作是就和普通反射式瞄准镜一样，先把那个虚像（也就是光点）的位置调好归零，然后在瞄准时只要看到了那个光点落在了目标上，也就表示此时与那束虚拟光线平行的机械瞄具瞄准线也已经对准了目标。

反射式瞄准镜时因为里面那块分光镜的曲面能把照明光源发出的光线反射成平行光，所以人眼才能从哪个方向上都能看到那个红点，而全息照片只是一个平面，它是如何做到不管从哪个方向上都能看到那个光点的呢？

这就是全息照片的另一个特性了，因为全息胶片上每个感光点都记录了原始场景的光线的信息。从原理上说，整个场景可以通过任意大小的一部分全息照片还原出来。而人眼在专注于看光点时，实际上只是接收到了全息照片上的某一部分衍射出的光线所携带的原分划板的信息，而从全息照片上的任一部分衍射出的光线都能携带相同的信息。所以人眼才能不管从哪个位置上都能看到那个分划板图像。

由于全息片是一个纯平面，因此理论上不会产生反射式瞄准镜中因为分光镜的弧面而出现的视差问题。

图13是一种典型的全息瞄准镜——美国L3通讯公司的EOTech全息瞄准镜的结构原理示意图。

上图是EOTech与之前的图像原理图相比，除了激光器、反射镜和全息照片外，还有一个元件——光栅。安装此元件的原因是为了消除误差。据说全息片是一个纯平面，所以没有视差，那么为什么要消除视差呢？请注意，上述内容是分光镜弧度不会产生视差问题，但这并不意味着全息瞄准镜不会因其他原因而产生误差。

（加装光栅的目的，是为了消除激光波长变动造成的误差。虽然理论上全息镜不会出现视差，但是视差并不是造成实际使用中出现误差的唯一原因。）

由于EOTech它不是实验室中的实验设备，而是实用商品。因此，对其尺寸和规格有一定的要求，不能太大或太重。使结构紧凑，EOTech使用小型半导体激光器。然而，半导体激光器存在一个问题。它对环境温度的变化很敏感，激光的波长会随着环境温度的变化而变化。前面在全息图像的显像段中说过，要看到包含原分割板所有信息的图像，需要用一束与拍摄时参考光波长相同的平行光作为再现光，以与拍摄时照射在全息感光底片上的参考光角度相同的入射角度照射到全息片上。

波长一致和角度一致，这两个条件缺一不可，如果波长不同会出现什么情况样呢？如图14所示：

图15中全息片左侧的是红线是再现光，全息片右侧的红线是再现光与参考光波长一致的情况下的衍射光的光路，而绿色的线则是波长不一致的情况下的衍射光光路。在波长不一致的时候，衍射光的衍射角会发生变化，人眼看到的虚像的位置就会出现在绿线的反向延长线方向上（图中未画出），也就是分划光点会上下偏移，破坏了虚拟光线与枪械瞄准线的平行性，自然也就无法瞄准了。

该如何解决这个问题呢？给激光器上装一个恒温装置？这个方法理论上是可行的，但是正如前面所说的，作为商品的EOTech瞄准镜对尺寸和规格有一定的要求。你不能让用户用空调瞄准它。我该怎么办？让我们回顾一下前面提到的全息瞄准镜的瞄准原理——当人眼看到虚拟图像时，如果人眼的视线与枪的瞄准线平行，那么人脑补充的虚拟光自然与瞄准线平行，这是正确的瞄准状态。也就是说，只要从全息片后面输出的衍射光的光路方向的一致性得到保证，就可以用于瞄准，而全息片前的再现光的光路和波长是否与拍照时的参考光一致，就不需要准确瞄准。然后光栅就派上用场了。

这套系统实际上是个双光栅系统，因为全息片本身也是一个光栅，用的是色散补偿的方法来修正误差。其中的原理解释起来比较复杂，不过读者可以把这个系统想象成图17所示的两个互相倒置的三棱镜，当一束光穿过这两者时，不论入射光的颜色是什么样的（也就是波长不同），这个系统都能输出方向一致的光线。

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在距离上引起划分的移动0.1m。波长漂移 2nm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分划移动6的距离.7×10-3m )。在400m在距离上，补偿分划后有2.68×10-2m对于主要用于近战的全息瞄准镜息瞄准镜来说是完全可以接受的。

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在示意图中，它的工作过程是这样的——半导体激光器发出激光束，从平面反射镜反射到准直反射镜，然后从轴校正到平行光，反射到反射衍射光栅。反射衍射光栅反射的光照射到全息片上，然后在衍射后传输到人眼中。此时，人眼可以看到原始划分板的全息图像，这就像一个无限的虚拟图像。因为全息照片的每个部分都可以记录原始划分板的信息，所以它可以让观察者在任何方向上看到它。EOTech如果你能看到光点，这表明你的视线与枪的瞄准线平行，所以你只需要瞄准目标就可以射击。

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距离无法察觉。这也有利于提高瞄准精度。 高可靠性。原理是全息照片的任何大小都可以恢复原始场景中所有光学信息的特性。全息瞄准镜在被泥浆污染甚至损坏时仍能正常瞄准。（虽然这是制造商大力宣传的卖点，但这实际上是有争议的。虽然全息照片具有上述特点，但全息瞄准镜对系统中各部件的安装精度有非常严格的要求，微米偏差会造成较大的视差。EoTech如果上面的全息片损坏，激光器、反射镜、光栅等部件将不可避免地出现故障。即使除全息片外的部件非常幸运，没有损坏，图像的分辨率也会因为全息片的尺寸而降低，所以光点会变得模糊，也会影响瞄准效果。

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，技术水平要求高，生产成本高。

2. 体积和重量略大于反射瞄准镜，不易做得更小。目前只适用于手持武器，不适用于手枪型号。

3. 耗电量大，激光连续工作时间短，长期野外环境下备用电池供应有一定麻烦。