22--2激光原理及在军事上的应用(二)
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【原创】第七讲《物理学与军事科技》(二)——激光武器
激光武器究竟多厉害
中国激光武器一次穿五层钢板
我国公开披露8种激光武器, 其中一种只需 2.5秒就能击穿一艘核潜艇
中国女神! 美女博士造出新型激光武器, 领先15年
激光武器这么牛, 能用镜子防御吗
激光武器的不足之处
（l）在大气中使用时，大气对激光能量有严重的衰减 作用，云、雾、雨、雪、空中烟尘对激光特性影响更 大，其射程和威力受到限制。
由于激光有方向性强，单色性好，亮度高，相 干性好等特性，其在军事上的应用十分广泛。 激光武器是利用激光束来直接攻击敌方目标。
激光武器的主要优点
（l）速度快，射束直，射击精确度高。激光束以每秒 三十万公里的速度传播，不需提前量，瞬发即中。
（2）摧坚能力强。激光能量高度集中，可摧毁任何坚 固材料制成的目标。
激光武器是高新技术兵器中的佼佼者之一， 它的研究时间最长，技术也最成熟。激光武器的 发展对各国的军事战略都将产生深远影响，同时 它也是最有希望把人类从当前的核恐怖中解放出 来的武器之一。激光武器需要大量的电能，在能 量储存设备难微型化（如高能电池）的问题解决 前，难以实现大规模应用。在目前的实际应用中 ，激光武器通常要和其他武器配合使用，还不能 完全取代常规武器。
美女博士造出新型激光武器领先15年激光武器这么牛能用镜子防御吗激光武器的不足之处?l在大气中使用时大气对激光能量有严重的衰减作用云雾雨雪空中烟尘对激光特性影响更大其射程和威力受到限制
光学武器
人们把光作为武器的想法可追溯到远古时代。 早在中世纪就有古希腊科学家阿基米德用聚焦 的日光点燃敌人战船的传说。
（3）灵活、无惯性，不产生后座力。因光子的静质量 为零，故激光武器不会产生普通枪炮发射时所产生的 后座力。激光武器易于迅速变换射击方向，能在短时 间内射击多个目标。
激光原理及应用ppt课件
• 加装Beam Shaping 的镜组，激光的Beam Profile由高斯光（Gaussian）改为Top Hat，制程速度可提高2-4倍以上。
ser Attenuator（激光衰减）
现有调节激光功率的方法： • 调节电流：会改变激光的光束截面（Beam Profile），会影响打出来的线宽和焦点。 • 调节频率Repetition Rate (Hz) ：会影响激光能量和刻划线宽。
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
13
4.重叠率计算——Overlap
目录
一：激光产生原理 二：激光刻划原理 三：激光扫边原理
1
激光产生原理
1.激光定义：
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取 自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组 成的缩写词。意思是“通过受激发射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的 主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
• 晶体腔：产生最原始的激光（包含YAG晶体，LED光源，电源）； • 全反光镜：使光完全反射回去，增大光强度； • 半反射镜：反射75%的光，只有满足一定直线性，能量和波长的光才能通过，大约25%； • Q-Switch：分X轴和Y轴，控制激光输出能量，得到能量较强，持续时间较长的光束； • 功率计：量测输出的激光能量大小； • Shutter：控制激光输出的一个开关。
ser Attenuator（激光衰减）
现有调节激光功率的方法： • 调节电流：会改变激光的光束截面（Beam Profile），会影响打出来的线宽和焦点。 • 调节频率Repetition Rate (Hz) ：会影响激光能量和刻划线宽。
(Top flat)
高斯
多元高斯
• 减少脉冲时间，高的峰值能量，更多的能量密度
Less pulse time, high peak power more energy density
能量密度=功率/频率/光斑面积
pulse
1.1uW/um=220W/20KHz/900um2
Hz
13
4.重叠率计算——Overlap
目录
一：激光产生原理 二：激光刻划原理 三：激光扫边原理
1
激光产生原理
1.激光定义：
激光的最初的中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取 自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词头一个字母组 成的缩写词。意思是“通过受激发射光扩大”。激光的英文全名已经完全表达了制造激光的 主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
• 晶体腔：产生最原始的激光（包含YAG晶体，LED光源，电源）； • 全反光镜：使光完全反射回去，增大光强度； • 半反射镜：反射75%的光，只有满足一定直线性，能量和波长的光才能通过，大约25%； • Q-Switch：分X轴和Y轴，控制激光输出能量，得到能量较强，持续时间较长的光束； • 功率计：量测输出的激光能量大小； • Shutter：控制激光输出的一个开关。
激光技术及其应用
激光表面处理技术
激光淬火
利用激光的高能量密度对金属表面进行快速加热和冷却，从而改变其组织结构和 性能。具有提高硬度、耐磨性、耐腐蚀性等优点，广泛应用于机械制造、汽车等 领域。
激光熔覆
利用激光将合金粉末或陶瓷粉末熔化并涂覆在基体表面，形成一层具有优异性能 的涂层。具有提高耐磨性、耐腐蚀性、耐高温等优点，广泛应用于航空航天、石 油化工等领域。
液体激光器
以液体作为工作物质，具有调 谐范围宽、光束质量好等特点 。
半导体激光器
以半导体材料作为工作物质， 具有体积小、重量轻、效率高 、寿命长等优点，且易于集成
和调制。
激光束特性及参数
01
02
03
04
光束质量
衡量激光束的聚焦能力和传输 特性的重要参数，包括光束直 径、发散角、瑞利长度等。
输出功率与能量
通信质量。
05 激光技术在军事 领域应用
激光雷达侦察与目标识别
激光雷达侦察
利用激光雷达的高精度测距、测 速和成像能力，对敌方目标进行 远距离、高精度的侦察和监视。
目标识别
通过激光雷达获取的目标反射信 号，对目标进行形状、大小、距 离等参数的识别，为打击决策提 供准确信息。
激光制导武器系统
激光制导导弹
空间光通信中激光链路建立
激光发射与接收
在空间光通信中，需要在发射端 和接收端分别设置激光器和光检 测器，用于产生和接收激光信号
。
瞄准与跟踪
由于空间环境的动态变化，需要 采用精确的瞄准和跟踪技术，确 保激光束能够准确地指向目标并
保持稳定。
大气影响与补偿
空间光通信中的激光传输会受到 大气湍流、折射等因素的影响， 需要采取相应的补偿措施以提高
激光2新锐军事科技与武器PP8
图中5.9
（对应雷达定时主脉 冲） （设定近炸引爆距离） （与门一输入端） （与门另一输入端）两延迟脉冲同时到来 板书 （时差） （L）
4.5.2 距离截断型主动激光引信 弹载激光雷达收、发天线分置 时，发射 激光波束、定向接收天线的方向域 ，二 者交叉如影线区 。只有目标进入该影线 区，接收天线才能接收到目标回波，启动点火线 路。 在此区域外，回波不被接收，不会被触发爆炸 。 调整接收方向，即可变换近炸距离！
① 增加10.6μm（CO2大功率激光器波段）激光 反射片/8～12μm红外正常安全工作； ② 自适应高效衰减器 遇到强光照时，自动将它旋入对准光路遮挡； ③ 提高红外成像的图像处理能力 红外成像制导武器只在弹摄像与预存像匹配时 攻击；虽局部损坏，通过容错处理仍能判定匹配 ④ 采用多元阵列探测系统 损失少部分元仍能正常工作。 （4）红外制导（点源）装置加固 ① 增设3.8μm（激光干扰波段）激光反射片， 3～5μm点源制导波段正常工作； ② 场镜改光锥（空腔锥形体，也能聚光，但抗
② 提高光电传感器抗激光损伤能力 ⅰ）大光敏面积光电传感器/损一处仍可用； ⅱ）隐蔽保护电引线/不致熔焊脱落； ⅲ）备份探测器 。 ③ 光学系统加固 ⅰ）入射窗口采用“变色镜（涂料）”/光越强 ，透过率越低； ⅱ）遮光罩适时采用-投射源还未跟踪或还未测 距前，罩上； ⅲ）采用变视场/搜索采用大视场，跟踪采用小 视场，降低遭袭概率； ⅳ）观瞄、测距分开，分段工作/只损伤部分。 （3）红外制导（成像）装置加固
（P249图5.11） （如头尾不共用） （接收天线设计决定的） （对应设定近炸距离数值）
4.6 激光干扰与致盲器 4.6.1 概念 （1）干扰目标：敌光电器材如侦查、制导、火控、 导航、指挥、控制和通信系统中的望远镜、潜望 镜、瞄准仪、夜视仪、前视红外装置、测距机、 跟踪显示器、传感器、目标指示器、光学引信等 的光学系统即镜头，甚至人眼。 （2）干扰与致盲 ①迷惑（Distruction）：用激光照敌目标， 袭扰引敌慌乱，或将其导向错攻方向；激光干扰 。 ②致眩（Dazzl）：致敌人员眼睛短时眩晕， 无法控制武器，为己方作战行动争取有利时机。 ③致盲（Blinding）：使敌光学镜头、人眼 完全失去观测能力。
（对应雷达定时主脉 冲） （设定近炸引爆距离） （与门一输入端） （与门另一输入端）两延迟脉冲同时到来 板书 （时差） （L）
4.5.2 距离截断型主动激光引信 弹载激光雷达收、发天线分置 时，发射 激光波束、定向接收天线的方向域 ，二 者交叉如影线区 。只有目标进入该影线 区，接收天线才能接收到目标回波，启动点火线 路。 在此区域外，回波不被接收，不会被触发爆炸 。 调整接收方向，即可变换近炸距离！
① 增加10.6μm（CO2大功率激光器波段）激光 反射片/8～12μm红外正常安全工作； ② 自适应高效衰减器 遇到强光照时，自动将它旋入对准光路遮挡； ③ 提高红外成像的图像处理能力 红外成像制导武器只在弹摄像与预存像匹配时 攻击；虽局部损坏，通过容错处理仍能判定匹配 ④ 采用多元阵列探测系统 损失少部分元仍能正常工作。 （4）红外制导（点源）装置加固 ① 增设3.8μm（激光干扰波段）激光反射片， 3～5μm点源制导波段正常工作； ② 场镜改光锥（空腔锥形体，也能聚光，但抗
② 提高光电传感器抗激光损伤能力 ⅰ）大光敏面积光电传感器/损一处仍可用； ⅱ）隐蔽保护电引线/不致熔焊脱落； ⅲ）备份探测器 。 ③ 光学系统加固 ⅰ）入射窗口采用“变色镜（涂料）”/光越强 ，透过率越低； ⅱ）遮光罩适时采用-投射源还未跟踪或还未测 距前，罩上； ⅲ）采用变视场/搜索采用大视场，跟踪采用小 视场，降低遭袭概率； ⅳ）观瞄、测距分开，分段工作/只损伤部分。 （3）红外制导（成像）装置加固
（P249图5.11） （如头尾不共用） （接收天线设计决定的） （对应设定近炸距离数值）
4.6 激光干扰与致盲器 4.6.1 概念 （1）干扰目标：敌光电器材如侦查、制导、火控、 导航、指挥、控制和通信系统中的望远镜、潜望 镜、瞄准仪、夜视仪、前视红外装置、测距机、 跟踪显示器、传感器、目标指示器、光学引信等 的光学系统即镜头，甚至人眼。 （2）干扰与致盲 ①迷惑（Distruction）：用激光照敌目标， 袭扰引敌慌乱，或将其导向错攻方向；激光干扰 。 ②致眩（Dazzl）：致敌人员眼睛短时眩晕， 无法控制武器，为己方作战行动争取有利时机。 ③致盲（Blinding）：使敌光学镜头、人眼 完全失去观测能力。
激光2新锐军事科技与武器
间（时差）计算原理：
如10米（L）近炸 引信主波延时计
算：L=CΔt/2，
Δt =［2 3.33×2 = 6.66×10-8s = 66.6ns
3
4.5.2 距离截断型主动激光引信（P249图5.11） 弹载激光雷达收、发天线分置（如头尾不共用）时，发射激 光波束、定向接收天线的方向域（接收天线设计决定的），二者 交叉如影线区（对应设定近炸距离数值）。只有目标进入该影线区 ，接收天线才能接收到目标回波，启动点火线路 。 在此区域外，回波不被接收，不会被触发爆炸。 调整接收方向，即可变换近炸距离！
（3）红外制导（成像）装置加固
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① 增加10.6μm（CO2大功率激光器波段）激光反 射片/8～12μm红外正常安全工作； ② 自适应高效衰减器 遇到强光照时，自动将它旋入对准光路遮挡； ③ 提高红外成像的图像处理能力 红外成像制导武器只在弹摄像与预存像匹配时攻 击；虽局部损坏，通过容错处理仍能判定匹配 ④ 采用多元阵列探测系统 损失少部分元仍能正常工作。
4.7.2加固己方武器，抗击敌强光 （1）微光夜视仪加固 ① 在像增强器前加快速强光保护装置（如太阳镜）
；
② 改进光电接收转换阴极涂覆工艺；
③ 增设滤光片；
④ 提高、改善光敏面性能。
（2）激光制导武器与激光测距机加固－
① 双层滤光片，坏一保一；旋转滤光片，坏一角
、好区仍可用；备份滤光片。
11
② 提高光电传感器抗激光损伤能力
4.6.3 光电传感器的被干扰与致盲 （1）光学系统的窗口玻璃龟裂、不透明。 （2）致CCD光电转换器件永久性损坏。 （3）机械物件（包括活动部件）熔损。
4.7 激光防护与对抗 由上述讨论和激光武器广泛应用，提出防护、对
激光在军事上的应用22页PPT
拉
60、生活的道路一旦选定，就是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
激光在军事上的应用
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
60、生活的道路一旦选定，就是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
激光在军事上的应用
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
深入了解激光原理与应用
深入了解激光原理与应用激光技术在当今社会中已经被广泛应用，包括激光打印机、激光治疗仪、激光切割机等等。
那么什么是激光呢？激光是一种以光束的形式向外发射的光线，主要由光电子装置引起。
与其他形式光线相比，激光具有高亮度、高清晰度、高一致性等特点。
在此基础上，本文将探讨激光的原理和应用。
一、激光的原理激光的产生是利用物质在能级上的吸收、自发辐射以及受外界能量激发等基本过程。
激光的产生遵循爱因斯坦布拉格公式，即ΔE = hν（其中，ΔE代表能量差，h为普朗克常数，ν为频率）。
当物质处于高能态时，通过吸收其它光子的能量，可以实现“人工引发”电子跃迁，并且随着电子跃迁的过程，能够释放出更多光子。
这一过程的最终结果就是能够产生一个大量准单色、准相干的高亮度激光束。
具体而言，激光的产生主要包括以下三个过程：1. 激励：通过吸收有源体外的能量来激发物质。
2. 放大：激励过后，物质内部发生电子跃迁，产生光的辐射并加以放大。
3. 输出：通过输出反射镜管控制多晶片，并汇聚为一束光线输出至控制器。
总而言之，激光产生的原理是物质在受能量刺激后发生电子跃迁并产生电磁辐射，最终实现光源的出射。
二、激光的应用随着技术的发展和进步，激光在各个领域迅速发展。
具体而言，激光的应用主要包括以下几个方面。
1. 激光打印：激光打印主要是通过激光将信息投射到电荷鼓上，然后通过转印技术完成印刷。
激光打印机具有速度快、易于操作、清晰度高等优点，广泛应用于文件打印、报纸出版、财务报表以及股票证劵交易等领域。
2. 医学应用：激光在医学领域的应用非常广泛，主要包括治疗、检测、生产等方面。
例如，激光治疗可以用于疤痕修复、眼科手术、皮肤美容等方面；激光检测可以用于血液、水质等方面；激光生产主要用于消毒、细胞修复等方面。
3. 材料加工：激光技术在材料加工方面的应用越来越广泛，可以加工不同类型的材料，如钢、铜、铝等。
例如，激光切割机可以对金属、塑料等材料进行无损加工；激光焊接机可以对电子产品进行精密焊接；激光雕刻机则可以对木质、水晶、玻璃等材料进行刻印加工。
22三能级系统和四能级系统激光原理及应用[电子教案]电子课件
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激光原理及技术课件2
确制导武器的一种重要制导方式。
2014-10-16
14
激光制导的种类
激光制导的种类主要有：半主动回波 式制导、全主动回波式制导和波束式制导。 目前应用较为普遍的是半主动回波式制导。
2014-10-16
15
1 、激光驾束制导：激光接收器臵于导弹上，导弹发射时
激光器对着目标照射，发射后的导弹在激光波束内飞行。当
2、对激光接收器干扰， 如果你的spy侦察到敌方使用的激 光的特定波长，利用同类型激光照射其他物体，把激光制导 导弹引向假目标。 3、利用“复合式假目标”装臵， 使用一种粉末状激光作
用物质。这种物质在燃烧过程中，可产生照射敌激光工作频
率段的电磁波，或者燃烧后游离于燃烧区外，在冷却过程中 产生所需波段的电磁波，从而干扰来袭的激光寻找目标。
导弹偏离激光波束轴线时，接收器敏感偏离的大小和方位并 形成误差信号，按导引规律形成控制指令来修正导弹的飞行。 2 、激光半主动式自动导引：使用位于载机或地面上的激 光器照射目标，导弹上的激光导引头接收从目标反射的激光
从而跟踪目标并把导弹导向目标。
3、激光主动式自动导引：激光照射器装在导引头上。这 种激光制导的自动化程度高，但实际上还没有应用到反坦克 导弹上。
2014-10-16 17
激光制导的详细说明
常见的激光波束制导，是由激光照射器发射激光波束 对准并跟踪目标，并使导弹发射时就位于激光波束的中心。 导弹在飞向目标的过程中。一旦导弹偏离光束的中心，安 装在导弹尾部的激光接收器便会发出偏差信号，然后通过 控制系统纠正弹道偏差，很显然，激光波束制导要求地面
上的激光发射器发射的激光束与导弹的发射方向严格配合，
因此技术要求高。但整个激光波束制导系统小巧轻便，适 合单兵使用。
激光原理及在军事上的应用1
三、复习光的波粒二象性
光波
光波是一种电磁波，如图（1-1）所示。习惯上常把 电矢量叫做光矢量。
图（1-1）电磁波的传播
光波 1、光的偏振
(1)线偏振光
E
传播方向 z y Ey 传播方向 z
(2)自然光
E
Ex
x
2、光速、频率和波长三者的关系
在真空中
c 0
在不同介质中传播时，速度不同
(3)平面波的复数表示法
线偏振单色平面波的复数表示：
t kz)] U U0e i (t kz ) 或 U U0exp[i( ~ 复振幅 U:模量 U 0代表振幅在空间的分布，辐角(-kz)代
表位相在空间的分布
~ ~ ikz U U expit U U0 exp
未来的战争可能是激光战争。 -----邓小平 1963年，肯尼迪在美国国会展示了一只 被激光打了一个洞的普通钢尺。 次日，前苏联部长会议在记者招待会也 展示了一只被激光打了一个洞的普通钢尺。
两只钢尺拉开了激光武器的序幕。
激光原理
一、激光技术发展史
二、激光的特点 三、复习光的波粒二象性
四、激光的产生
1958: 美国汤斯(Towns)与肖洛(A.L.Schawlow)) 提出利用开放式光学谐振腔实现光振荡的新思想; 布隆伯根(N.Bloembergen) 提出利用光泵浦三能级系统实现粒子数反转分布的新 构思; 1960.7：美国休斯公司实验室梅曼(T.H.Maiman) 世界上第一台红宝石固态激光器诞生; 1997: 朱棣文、菲利普(W.Phillips)和塔罗季（C.Tannoudi) 利用激光冷却和钳制原子的研究; 2000: 赫伯特· 克雷歇尔（H.Pressel） 提出了双异质结构，实现半导体激光器室温工作。
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4)激光侦察 )
"室内讲话,墙外有耳" 室内讲话,墙外有耳" 室内讲话
二,激光通信 以激光作为载波传递信息的一种通信方式. 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: 构造: 接收机 发射机 Laser 调制器 放大器
发射望远镜
大气传输
接收望远镜
光电转换器
放大器 解调器
发话器
4)激光光纤通信 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. 以实现通信的方法. 皮 心子(石英) 心子(石英)
50 m 50
光导纤维 传导原理: 传导原理:全反射 光 缆
100 m
郑州
光缆 光放大器
优点: 优点: 1)通信容量大; )通信容量大; 每路电话占用4000Hz频道,每路电视占用 频道, 每路电话占用 10MHz频道.激光载波频率高达几百兆兆赫. 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; 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; )不受电磁,核爆炸的干扰,且噪声低,失真小; 3)保密性能好; )保密性能好; 4)成本低,重量轻; )成本低,重量轻; 用途: )远距离的战略,战术通信系统; 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; )中距离的局部通信系统和 系统; 3)空中布缆及飞机,舰艇,雷达,导弹 )空中布缆及飞机,舰艇,雷达, 卫星,飞船内部的信息和通信连络等. 卫星,飞船内部的信息和通信连络等.
战果: 战果: 投弹--137 投弹 命中--99枚 命中 枚 枚 卫星跟踪测距仪 没命中--38枚, 其中: 没命中 枚 其中: 死弹--19枚 死弹 枚 因没安装激光测距仪 而射远--19枚 而射远 枚 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) 一般雷达是利用微波对目标进行探测和定位)
B
2)半主动式激光制导 构造: 构造:A)激光照射器 B)导弹发射器 装有"寻的器" C)装有"寻的器"的导弹 1 2 3 4 5 6 8
导引头
7 弹体
控制
1--滤光器;--透镜;--光敏远件; --放大器 --滤光器;--透镜;--光敏远件; --放大器 滤光器 2 透镜 3 光敏远件 4 --计算器 6--自动驾驶仪 计算器; 自动驾驶仪; --舵面伺服仪 舵面伺服仪. 5--计算器; --自动驾驶仪; 7--舵面伺服仪. 8-电源
分类: 分类: 1) 2) 3) 4) 5)
主动式激光侦察告警技术. 主动式激光侦察告警技术. 传感器阵列型激光告警系统. 传感器阵列型激光告警系统. 摄像型激光告警器. 摄像型激光告警器. 相干识别型激光告警器. F-P相干识别型激光告警器. 迈克耳逊相干识别型激光告警器(1980年 迈克耳逊相干识别型激光告警器(1980年)
3)水下(对潜)通信 水下(对潜) 利用波长为0.46~0.53 的兰绿色激光( 0.46~0.53 利用波长为0.46~0.53m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. 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 美国于1981年在圣地亚 1981 哥附近海域上空1200 1200米 哥附近海域上空1200米 与水下300 300米处潜艇用兰 与水下300米处潜艇用兰 绿色激光通信并获成功
安装在吊舱中的CLARA激光雷达 激光雷达 安装在吊舱中的
特点:光波频率高, 特点:光波频率高,波束窄 优点: 测量精度高; 优点: 测量精度高; CO2激光雷达与微波雷达相比:测角精 激光雷达与微波雷达相比: 度高五倍,测速精度高一万倍. 度高五倍,测速精度高一万倍. 分辩率高;(波长短,波束窄) ;(波长短 分辩率高;(波长短,波束窄) CO2激光雷达可分辩 激光雷达可分辩450米处,3.2mm的 米处, 米处 的 金属线. 金属线. 体积小,重量轻,机动性能好. 体积小,重量轻,机动性能好. 缺点:受天气影响,不能全天候工作. 缺点:受天气影响,不能全天候工作.
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导引头
7 弹体 四象限器
控制
1--滤光器; 2--透镜; 3--光敏远件;4--放大器 5--计算器; 滤光器; 透镜 透镜; 光敏远件 光敏远件; 放大器 计算器; 滤光器 计算器 6--自动驾驶仪; 7--舵面伺服仪. 自动驾驶仪; 舵面伺服仪 舵面伺服仪. 自动驾驶仪
现状: 现状: 参铒光纤放大器, 目前已发明了参铒光纤放大器 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, 必更多的光电转换式光放大器,因而可实现远距 离通信. 离通信. 1986年,美军已开通12万Km的海底光纤通信线 年 美军已开通 万 的海底光纤通信线 主要用于C 系统.(指挥自动化系统 系统.(指挥自动化系统) 路.主要用于 3I系统.(指挥自动化系统) 1989年日韩等国开通了横跨太平洋的 年日韩等国开通了横跨太平洋的1.33万Km 年日韩等国开通了横跨太平洋的 万 的光纤通信线路. 的光纤通信线路. 我国已开通22条光纤通信干线, 我国已开通 条光纤通信干线,如南京到武 条光纤通信干线 到上海,武汉到重庆,北京到广卅, 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. 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. 通信线路的国内已开通.
C A B 装置: --激光照射器 装置: --激光照射器; A 激光照射器; --导弹发射器 导弹发射器; B--导弹发射器; C--尾部带有激光接 --尾部带有激光接 收器的制导导弹. 收器的制导导弹. 制导原理: 制导原理:
激光器向目标照射激光 导弹发射器发射导弹, 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, 收激光束信号,依接收 的信号强弱使导弹保特 在激光束中, 在激光束中,直至命中 目标. 目标. 激光驾束制导 优点: 优点: 系统小巧,轻便, 系统小巧,轻便, 适用于单兵使用; 适用于单兵使用; 缺点: 缺点: 技术难度大. 技术难度大.
激光制导炮弹的成本约为普通炮弹的5 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 40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, 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. 不能全天候,全时日地使用.
1)激光波束(驾束)制导 激光波束(驾束)
光电探测器
以激光为信息载体,发现敌光电装备, 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. "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, 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, 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. 可能的军用激光波长,体积小,价格便宜等. 基本参数: 基本参数: 告警距离; 探测频率; 1)告警距离; 2)探测频率; 虚警率; 覆盖空间; 3)虚警率; 4)覆盖空间; 角分辩率: 5)角分辩率:能区分两个同样威胁源的 最小角间距. 最小角间距.
以机场为背景的激光雷达站照片: 以机场为背景的激光雷达站照片: 1964年,美国率先制 年 成用于导弹靶场测量 的激光跟踪雷达; 的激光跟踪雷达; 1985年,美国已用于AGM129"战斧"式巡航导弹; 年 美国已用于 战斧" 战斧 式巡航导弹; 1987年,法国用于航空母舰. 年 法国用于航空母舰.
受话器
优点:结构简单,通信轻便.保密性好, 优点:结构简单,通信轻便.保密性好,抗干扰 能力强. 能力强. 缺点:在大气中传输,激光衰减严重,天气影响 缺点:在大气中传输,激光衰减严重, 且只能直线传播,通信受到限制. 大,且只能直线传播,通信受到限制.
2)空间激光通信 在接近真空的环境下进行的激光通信, 在接近真空的环境下进行的激光通信,如卫星与 卫星间的通信. 卫星间的通信. Laser 优点: 优点: 激光在真空中传播 衰减小, 衰减小,可用小功 率激光器实现远距 离通信. 离通信.
3)激光器的基本构造及分类 基本构造: 基本构: 光学谐振腔 激光工作物质 激励源 分类: 分类: 通常 按激光工作物质来分
类型 气体 半导体 固体 染料 化学 准分子
激光器分类表 峰值功率 增益介质 波长 1mw He--He--- Ne 633nm Ar 488nm 10mw CO2 10.6 10.6m 200w 10.6 10.6m 5Mw TEA) CO2(TEA) G a As 840nm 10mw 红宝石(QS) 红宝石(QS) 694nm 100Mw Nd:YAG 1.06 1.06m 50w 1.06 1.06m 50Mw Nd:YAG(QS) Nd:玻璃 Nd:玻璃 1.06 1.06m 10Tw 600nm Rh6G(ML) 10Kw Rh6G(ML) 3m 50Mw HF ArF 193nm 10Mw
此外,美国已铺设一万五千Km的 此外,美国已铺设一万五千Km的"信息高速公 Km 路". 战时,这些设施将都是具有战略意义的. 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. 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, 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 利用激光控制炸弹,炮弹,导弹, 长上眼睛" 盯住目标,穷追不舍, "长上眼睛",盯住目标,穷追不舍,直到将 它消灭. 它消灭. 最早战例:1968年美国在越南战场: 最早战例:1968年美国在越南战场:美飞 年美国在越南战场 机发射20枚激光制导导弹摧毁了17座桥梁. 20枚激光制导导弹摧毁了17座桥梁 机发射20枚激光制导导弹摧毁了17座桥梁.