自从潜艇诞生之日起，潜望镜伴随着它已经走过了将近百年的历史。在有关潜艇战的电影中，我们曾无数次听到这样的命令“放下潜望镜”和“升起潜望镜”，潜艇艇长操作着潜望镜，观察着水面上的敌人而后下达各种作战命令。对我们大多数普通人来说，这就是我们认知当中的潜水艇作战方式，潜望镜是潜艇装备中的一个基本部件，用以确定在战斗时和行进中自身和目标的位置。
船长使用潜望镜在观察敌情
潜望镜的基本目的是让潜艇乘员处于水面下时可以观察到水面上的目标。一个简单的潜望镜由一个垂直的管子与两块上、下放置成45度角的平面镜组成。当上部镜管朝向目标时，下方的平面镜通过反射可以将目标物传递给观察者。当然，军用潜艇的潜望镜比这个要更加复杂。
传统的潜望镜
军用潜水艇上的潜望镜镜管的长度一般在2-20米之间（不同级别的潜艇，根据艇身确定）。当潜艇处于可以使用潜望镜观察的深度航行时，被称作为潜望深度。在这个深度指挥台上部的通气管、雷达天线、无线电天线等可以伸出海面，通常来说常规潜艇的潜望深度一般为7到10米左右，核潜艇为9到15米。
潜望深度
在军用潜望镜中，棱镜代替了镜管上、下的平面镜，平行排列。顶端棱镜朝向目标物，通过一系列的透镜后将观察到光反射到底部棱镜，这个棱镜在镜管的底部将光线反射到由两个透镜组成的次级镜管中，然后通过目镜呈现给观察者。
军用潜望镜原理
潜望镜的位置位于潜艇的指挥台内。在潜艇上，凸出的部分被称为指挥台围壳，美国人也称其为“帆罩”，它是连接在潜艇顶部的扁圆柱形舱室。一般来说它位于潜艇控制室的正上方。潜望镜从“帆罩”顶端一直延伸到船底，可以360°旋转观察，在潜望镜深度时潜艇可以依靠目测进行航行，一旦下潜到低于潜望镜深度，潜艇的导航则需要靠声呐来维持了。
传统的光学望远镜存在几个问题。
- 首先，潜望镜的本身贯穿整个艇身，其大小限制了“帆罩”和内部舱室的布置。
- 其次，潜望镜一次只能允许一个人观看，一般都是船长掌控，信息实效性会略有偏差。
- 另外，安装潜望镜就必须在潜艇的耐压壳上开一个供潜望镜使用的孔，由于密封性问题，这将影响到潜艇的耐压强度。
这些问题虽然不是严重的致命缺陷，但是如果能有一种可以解决上述问题的新式技术，将会为潜艇制造上提供诸多的便利，在战场上也将会获得更多的机会。
光电桅杆（光电潜望镜）
随着技术的进步已经可以改变这种传统的观察方式了。在过去的三十年中，新一代模块化多传感器的开发正逐步促使军工企业推出不再需要镜身穿过整个艇体的光电桅杆系统（这也就是常说的光电潜望镜）了。取而代之的是一条电缆就可以将它们连接到潜水艇的内部。在艇内，远程查看功能为潜艇设计人员提供了一种新的观测方式，“帆罩”和控制室的位置和布局方面将变得更加灵活。
生产中的光电桅杆
光电桅杆的模块化设计也使传感器维护和升级更加容易。鉴于海军作战时，这种电子设备存在着诸多不确定的因素，比如电气故障，数据传输错误等。此时就需要传统潜望镜作为后备使用，因此现代潜艇一般采用1+1的模式，既一部光电桅杆系统和一部常规潜望镜，虽然这样做传统潜望镜的缺点仍然存在，但是预计在未来光电桅杆技术成熟之后，将会取消这种不必要的设计。
英国皇家海军HMS M3潜艇
Barr＆Stroud公司在1917年为英国皇家海军HMS M3研制了首款光学军用潜望镜FY1，80年代起就开始着手研究光电潜望镜技术（也就是光电桅杆），1992年投资研发，1993年设计完成，被命名为CM010，1998年该系统被首次安装在英国的“特乐法尔加”级核动力潜艇上。
光电桅杆的优点
这种光电桅杆具备常规光学潜望镜的成像功能，同时还有导航、电子战和通信等附加功能。该电子潜望镜不需要贯穿整个艇体，潜望镜会像汽车天线一样在潜艇外部自由伸缩，由电缆与控制室内操控设备连接。
传统潜望镜和“非贯穿式潜望镜”长度对比
光电桅杆的核心由多种传感器组成。这种多光电传感器位于电子桅杆的顶部，可旋转。上面配有三部摄像机，分别是彩色摄像机、高分辨率黑白相机和红外摄像机，为潜艇提供成像数据，同时加装三轴稳定系统，即使在波涛汹涌的环境下依然可以传送出稳定的图像。在“帆罩”内还设置有一部任务临界控制摄像机、一部视场激光测距仪，来完成精确导航和目标测距任务等工作。
光电桅杆所有支持设备都放置在“帆罩”内，不必向下延伸至船底。较小的体积和尺寸可以为船舱控制室留出更多的空间布置其他关键性设备。用传统的潜望镜，控制室必须设置在狭窄的上层甲板，而使用了光电桅杆之后，控制室的位置就可以根据需要布置在艇身的任何位置了。
光电桅杆的图像数据通过光纤传输，方向控制指令由控制台内部人员直接操控。桅杆摄像机捕捉到的图像将直接显示在控制室内的大型显示器上，多人可以同时看到，这样就有利于对战场环境的分析。图像在显示器上可以进行放大、亮度调节、对比度调整等操作，使用录像功能时，可以记录一段时间内的影像，在收起潜望镜下潜到一定深度后，便于仔细分析战场情况。
作为摄像机采集到的数据，可以同时分享给其他舰艇、飞机或者是路基指挥部，信息传递的准确性和效率得到质的提高。此外，电子桅杆还可以通过夜视成像、热成像等技术来捕捉传统潜望镜观察不到的目标。
潜望镜成像显示器
与传统的光学潜望镜相比较，这种电子潜望镜的收放速度也将明显提高，这为潜艇在战时可以提供更加充足的规避时间，增强自身的隐蔽性。
“非贯穿式潜望镜”（光电桅杆）如前所述，由于不需要在耐压壳上开大孔，所以对船体强度的影响也较小。
光电桅杆的不足
电子设备的缺点就是稳定性了，和数码相机和数字电视一样，光电桅杆出现电气故障时将会停止工作，这就会造成对外完全无法观测的情况，而传统的潜望镜基本上不可能出现这种情况，这也就是为什么现代潜艇在配备光电桅杆时，还要在加装一部传统潜望镜的原因了。
传统潜望镜
装备情况
目前，英国的机敏级核潜艇装备了升级的CM010光电桅杆系统、法国梭鱼级核潜艇装备了Safran电子防务公司的30系列SOM光电桅杆，另外包括美国弗吉尼亚级和俄亥俄级核潜艇、韩国KSS-III、日本苍龙级、德国209型、瑞典A26、我国的宋级和元级等潜艇上也都装备了这种光电桅杆系统。
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