激光原理及在军事上的应用2

3）激光器的基本构造及分类光学谐振腔激励源激光工作物质基本构造：分类：通常按激光工作物质来分激光器分类表气体类型增益介质波长峰值功率脉冲长度He---NeAr633nm488nm1mw10mw连续波连续波CO2200w10.6m连续波10.6m5Mw20ns半导体GaAs840nm10mw连续波固体染料化学准分子红宝石(QS)694nm100Mw10nsNd:YAG(QS)1.06m50Mw20ns1.06mNd:YAG50w连续波Nd:玻璃Rh6G（ML）10Tw1.06m11pw10Kw600nm30fsHF50Mw3m50nsArF10Mw20ns193nmCO2（TEA）一、激光侦测二、激光通信三、激光制导四、激光武器激光军事应用五、反激光武器一、激光侦测Laser1）激光警卫光电探测器夜色降临，海面上有一无形的，视而不见，触而不觉的哨兵--红外激光探测器监视着海面，当有不速之客到来，光线挡断，光电探测器探测不到激光而进行声光报警Laser以激光为信息载体，发现敌光电装备、获取其“情报”并及时报警的军事行为。优点：探测概率高而虚警率较低，反应时间短，动态范围大，覆盖空域广，能测定所有可能的军用激光波长，体积小，价格便宜等。基本参数：1）告警距离；2）探测频率；3）虚警率；4）覆盖空间；5）角分辩率：能区分两个同样威胁源的最小角间距。分类：1）主动式激光侦察告警技术。2）传感器阵列型激光告警系统。3）摄像型激光告警器。4）F-P相干识别型激光告警器。5）迈克耳逊相干识别型激光告警器（1980年）2）激光测距原理：主要构造：激光发射器；电源和显示装置。激光接收器；记时器电源放大器光电转换器距离显示器Laser激光发射器；激光接收器；射向目标来自目标ctL21参考光用途：能迅速而精确地测定目标距离，将距离信息直接输送给火炮系统，大大提高武器的射击精度以及首发命中率。现状：在各兵种中普遍使用。分别安装于各种坦克、地炮、舰艇、飞机上（精度一米）也可改作测高仪，用于飞机上测量沟渠、积雪、海浪、公路、树林高度。现在研制的激光相位测距仪，其精度可提高到0。1米。战例：1982年6月6日---11日。以色列对黎巴嫩战争中，以色列在直升飞机上装置了137枚陶氏反坦克导弹向黎巴嫩坦克发起攻击。导弹137枚，命中了99枚。取得了很大的成功。战果：投弹--137枚命中--99枚死弹--19枚因没安装激光测距仪而射远--19枚没命中--38枚，其中：3）激光雷达和跟踪系统利用激光波束对目标进行探测和定位的装置（一般雷达是利用微波对目标进行探测和定位）卫星跟踪测距仪安装在吊舱中的CLARA激光雷达特点：光波频率高、波束窄优点：测量精度高；体积小、重量轻、机动性能好。分辩率高；（波长短，波束窄）CO2激光雷达与微波雷达相比：测角精度高五倍，测速精度高一万倍。CO2激光雷达可分辩450米处，3.2mm的金属线。缺点：受天气影响，不能全天候工作。以机场为背景的激光雷达站照片：1964年，美国率先制成用于导弹靶场测量的激光跟踪雷达；1985年，美国已用于AGM129“战斧”式巡航导弹；1987年，法国用于航空母舰。4）激光侦察“室内讲话，墙外有耳”二、激光通信以激光作为载波传递信息的一种通信方式。1）大气激光通信构造：调制器Laser放大器光电转换器解调器放大器发射机接收机发话器受话器发射望远镜接收望远镜大气传输优点：结构简单，通信轻便。保密性好，抗干扰能力强。缺点：在大气中传输，激光衰减严重，天气影响大，且只能直线传播，通信受到限制。2）空间激光通信卫星间的通信。在接近真空的环境下进行的激光通信，如卫星与激光在真空中传播衰减小，可用小功率激光器实现远距离通信。优点：Laser3）水下（对潜）通信利用波长为0.46~0.53m的兰绿色激光（能穿透几百到几千米海水）在海水中进行通信。美国于1981年在圣地亚哥附近海域上空1200米与水下300米处潜艇用兰绿色激光通信并获成功让载有信号的激光束通过光导纤维传输至对方以实现通信的方法。4）激光光纤通信50m100m皮心子（石英）光导纤维光缆光放大器光缆郑州传导原理：全反射优点：1）通信容量大；每路电话占用4000Hz频道，每路电视占用10MHz频道。激光载波频率高达几百兆兆赫。可同时容纳上千万套电视，更多路电话；2）不受电磁、核爆炸的干扰，且噪声低，失真小；3）保密性能好；4）成本低，重量轻；用途：1）远距离的战略、战术通信系统；2）中距离的局部通信系统和C3系统；3）空中布缆及飞机、舰艇、雷达、导弹卫星、飞船内部的信息和通信连络等。1986年，美军已开通12万Km的海底光纤通信线路。主要用于C3I系统。（指挥自动化系统）1989年日韩等国开通了横跨太平洋的1.33万Km的光纤通信线路。我国已开通22条光纤通信干线，如南京到武汉，到上海，武汉到重庆、北京到广卅、北京到哈尔宾、上海到乌鲁木齐等。欧亚大陆光纤通信线路的国内已开通。目前已发明了参铒光纤放大器，远距离通信不必更多的光电转换式光放大器，因而可实现远距离通信。现状：此外，美国已铺设一万五千Km的“信息高速公路”。战时，这些设施将都是具有战略意义的。因为通信是战争的“神经网络。三、激光制导利用激光为信息载体，把导弹、炮弹或炸弹引向目标而实施精确打击的技术叫做激光制导。利用激光控制炸弹、炮弹、导弹，使这之“长上眼睛”，盯住目标，穷追不舍，直到将它消灭。最早战例：1968年美国在越南战场：美飞机发射20枚激光制导导弹摧毁了17座桥梁。激光制导炮弹的成本约为普通炮弹的5倍，而效率比约为普通炮弹的40倍。激光制导炮弹最大缺点是受气候条件制约，不能全天候、全时日地使用。1）激光波束（驾束）制导制导原理：装置：A--激光照射器；B--导弹发射器；C--尾部带有激光接收器的制导导弹。ACB激光器向目标照射激光导弹发射器发射导弹，导弹尾部激光接收器接收激光束信号，依接收的信号强弱使导弹保特在激光束中，直至命中目标。激光驾束制导优点：系统小巧、轻便、适用于单兵使用；缺点：技术难度大。B弹体2）半主动式激光制导导引头控制45678123构造：A）激光照射器B）导弹发射器C）装有“寻的器”的导弹1--滤光器；2--透镜；3--光敏远件；4--放大器5--计算器；6--自动驾驶仪；7--舵面伺服仪。８－电源弹体导引头控制456781231--滤光器；2--透镜；3--光敏远件；4--放大器5--计算器；6--自动驾驶仪；7--舵面伺服仪。四象限器导弹保特原飞行方向发出纠偏信号，改变导弹飞行方向，指向目标。发出纠偏信号，改变导弹飞行方向，指向目标。半主动式激光制导过程是目前较成熟的一种激光制导方式，多用于对付地面目标。如激光制导炸弹、炮弹、空地导弹等。3）全主动式制导激光照射器与目标寻的器均装在导弹弹体上。作战时，激光照射器向目标照射激光，目标寻的器接收目标反射来的激光信号，将导弹导向目标。目前尚不很成熟！卡-50携带的“龙卷风”增程激光反坦克导弹携带12枚“龙卷风”的卡-50直升机