第六章激光技術(shù)

第六章激光技術(shù)第一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第六章激光技術(shù)第一節(jié)概述第二節(jié)激光在軍事上的應(yīng)用第三節(jié)激光的防護與對抗第二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)概述一、激光的特性二、激光器的種類第三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五一、激光的特性（一）激光的產(chǎn)生（二）激光的特點第四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（一）激光的產(chǎn)生

物質(zhì)發(fā)光是由構(gòu)成它的分子、原子、離子等微觀粒子發(fā)出的。激光也是光，也由微觀粒子發(fā)出。但激光與普通光有很大區(qū)別，普通光源中的微觀粒子彼此所發(fā)出的光之間毫無關(guān)系（如各粒子所發(fā)的光方向不同、頻率不同等），人們所見的普通光就是由眾多發(fā)光粒子發(fā)出的這種彼此無關(guān)的光的集合。而激光則是由一定種類的物質(zhì)（學(xué)術(shù)上叫工作物質(zhì)），在外界能量（由激勵源提供）的激發(fā)下，經(jīng)一定的技術(shù)處理后發(fā)出的。第五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（二）激光的特點與普通光相比，激光具有以下特點：1、方向性好2、亮度高3、單色性好第六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五激光的特點－方向性好

普通光源（如太陽、電燈等）發(fā)光時，向四面八方發(fā)散，如應(yīng)用球面鏡或拋物鏡，使光源置于鏡的焦點上，在鏡的反射下，光就能較好地定向發(fā)射。通常所用的手電筒和探照燈就是采用了這樣的鏡，但隨著傳播距離的增加，光也會很快散開。而激光由于是由工作物質(zhì)中眾多原子或分子所同方向的光集合而成，基本上沿一條直線傳播，僅在自身波動本性規(guī)定的小角內(nèi)發(fā)散。一束激光傳播100米遠后，其光斑不及半個小指頭（0.5厘米），傳播20公里遠也不過茶杯口那么大。第七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五激光的特點－亮度高激光是當代最亮的光源。在自然光源中，太陽最亮，但激光的亮度遠比太陽大。雖然激光的輸出功率有限度，但由于其光束細（發(fā)散特別小），功率密度大，因而其亮度也特別大。一個輸出功率1毫瓦的氦氖激光器所發(fā)出的激光亮度，是我們從地面上看到的太陽表面亮度的44倍。而高功率化學(xué)激光器，其輸出功率可達220萬瓦。第八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五激光的特點－單色性好

光的顏色是由光的波長決定的，我們平常所說的某一種色光，其波長并不是單一的，是由很多種顏色組成的混合光。如紅光包含了0.63-0.67微米范圍內(nèi)各種波長的光。所謂光的單色性，是由一束光所包含的波長范圍的大小決定的，波長范圍越小，單色性越好，顏色越純，反之則差。激光是由工作物質(zhì)中眾多原子或分子等所發(fā)頻率基本相同的光集合而成，其波長范圍窄，故單色性好。第九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五二、激光器的種類

激光器的種類繁多，可以從不同的角度進行分類。按激勵方式：分為電激勵激光器，光泵激光器，化學(xué)反應(yīng)激勵激光器，核能激勵激光器等。按運轉(zhuǎn)方式：有單脈沖運轉(zhuǎn)激光器，重復(fù)脈沖運轉(zhuǎn)激光器等。按工作波長：有可見光激光器，紅外激光器，紫外光激光器等。按工作物質(zhì)種類：有氣體激光器，固體激光器，半導(dǎo)體激光器，化學(xué)激光器等。第十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)激光在軍事上的應(yīng)用

激光在軍事上的應(yīng)用十分廣泛，從測距到制導(dǎo)，從偵察到告警，涉及的面越來越廣泛，在戰(zhàn)爭中的地位和作用越來越重要。目前，激光在軍事上主要用于激光測距、激光雷達、激光偵察與告警、激光制導(dǎo)、激光通信及激光武器等方面。第十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五一、激光測距激光測距的原理是：通過向目標發(fā)射激光信號，根據(jù)激光信號往返于測點與目標之間所用的時間而求出距離的。可用于地形測量，戰(zhàn)場前沿測距，坦克及火炮的測距，測量云層、飛機、導(dǎo)彈及衛(wèi)星的高度等。地炮激光測距儀第十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

它是在軍事上最先得到實際應(yīng)用的激光技術(shù)。20世紀60年代末，激光測距儀開始裝備部隊，現(xiàn)已研制生產(chǎn)出多種類型大都采用釔鋁石榴石激光器，測距精度為±5米左右。由于它能迅速準確地測出目標距離，廣泛用于偵察測量和武器火控系統(tǒng)。第十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五二、激光雷達利用激光束搜索、跟蹤和測量活動目標，激光雷達的工作原理和微波雷達相似，都是利用電磁波照射目標并接收回波的方法，發(fā)現(xiàn)、識別和指示目標的，只是工作波段不同。第十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

激光雷達相比無線電雷達，由于激光發(fā)散角小，方向性好，因此其測量精度大幅度提高。由于同樣的原因，激光雷達不存在“盲區(qū)”，因此尤其適宜于對導(dǎo)彈初始階段的跟蹤測量。但由于大氣的影響，激光雷達并不適宜在大范圍內(nèi)搜索，還只能作為無線電雷達的有力補充。第十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五三、激光制導(dǎo)

應(yīng)用激光作為跟蹤目標和傳輸信息的手段，將導(dǎo)彈、炮彈、航空炸彈等導(dǎo)向目標的技術(shù)。激光制導(dǎo)具有命中精度高、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點，因而得到廣泛應(yīng)用，是精確制導(dǎo)武器的一種重要制導(dǎo)方式。海灣戰(zhàn)爭中F-15E投射GBU-12激光制導(dǎo)炸彈第十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五

激光制導(dǎo)武器精度高、結(jié)構(gòu)比較簡單、不易受電磁干擾，在精確制導(dǎo)武器中占有重要地位。

70年代初，美國研制的激光制導(dǎo)航空炸彈在越南戰(zhàn)場首次使用。80年代以來，激光制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光制導(dǎo)炮彈的生產(chǎn)和裝備數(shù)量也日漸增多。第十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五四、激光通信激光通信是把光作為傳遞信息的載體，通過把信息（音頻信號）調(diào)制到光波上，經(jīng)介質(zhì)（大氣、光纜等）的傳輸，將信息傳至對方，再經(jīng)接收終端解調(diào)，還原成聲音而實現(xiàn)通信的。

光纖通信：是以光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的激光通信。主要用于遠距離的戰(zhàn)略、戰(zhàn)術(shù)通信系統(tǒng)，中短距離的局部通信系統(tǒng)，以及在飛機、艦艇、雷達、導(dǎo)彈、衛(wèi)星等軍事裝備和軍事設(shè)施內(nèi)部的信息傳遞和通信聯(lián)絡(luò)等。第十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五激光通信容量大、保密性好、抗電磁干擾能力強。光纖通信已成為通信系統(tǒng)的發(fā)展重點。機載、星載的激光通信系統(tǒng)和對潛艇的激光通信系統(tǒng)也在研究發(fā)展中。第十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五五、激光武器激光武器是一種定向能武器，利用強大的定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標或使之失效。主要根據(jù)作戰(zhàn)用途分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。根據(jù)能量強弱常常在實際中分為強激光器和弱激光器。主要有化學(xué)激光器、自由電子激光器、固體激光器、量子點激光器、氣體激勵激光器、半導(dǎo)體激光器、液體激光器等。第二十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（一）強激光武器

強激光武器又稱高能激光武器或激光炮，它是利用高亮度強激光束攜帶的巨大能量摧毀或殺傷敵方飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和人員等目標的高技術(shù)新概念武器。

強激光武器有著其它武器無可比擬的優(yōu)點，強激光武器具有速度快、精度高、攔截距離遠、火力轉(zhuǎn)移迅速、不受外界電磁波干擾、持續(xù)戰(zhàn)斗力強等優(yōu)點。強激光束從發(fā)射到擊中目標所用時間極短，延時完全可以忽略，也沒有彎曲的彈道，因此也就不需要提前量。第二十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第二十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五美國空軍“空中激光”（ABL）飛機第二十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五美國空軍“空中激光”（ABL）飛機該飛機由波音747改裝而成，它獨特的“大鼻子”可以高空攻擊敵方的彈道導(dǎo)彈和防御低空飛行的巡航導(dǎo)彈，還能壓制敵方防空力量，攻擊地面上尚未發(fā)射的敵方導(dǎo)彈及其控制雷達。第二十四頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五美國空軍“空中激光”（ABL）飛機激光武器導(dǎo)彈攔截試驗激光武器攔截靶機試驗第二十五頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（二）低能激光武器目前低能激光武器已經(jīng)投入使用，主要用于干擾和致盲較近距離的光電傳感器，以及攻擊人眼和一些增強型觀測設(shè)備。俄羅斯特種兵在車臣戰(zhàn)爭中用低能激光武器制使武裝匪徒瞬間致盲、致癱，使被劫持人質(zhì)成功被救，這是激光武器首次用于實戰(zhàn)。第二十六頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五低能激光武器中國WJG-2002激光槍第二十七頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五低能激光武器美軍超遠距激光槍由湯普森?拉莫?伍爾德里奇公司（ThompsonRamoWooldrigeInc,TRW）研發(fā)。它的有效射程則可以達到5英里（約合8,046米），士兵可以在距離目標八公里的距離外在敵人身上灼燒出一個約四分之一英寸大小的致命傷口。第二十八頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五激光武器發(fā)展呈多面化，各國都在加緊研究天基激光武器、機載激光武器、地基反衛(wèi)星激光武器、戰(zhàn)術(shù)高能激光武器。最引人注目當然是激光綜合防御系統(tǒng)的建立，這是建立在上述研究成果的綜合配置上。但各國普遍反對建立天基激光武器系統(tǒng)，因為激光武器的強大威力能使一些軍事強國可以隨心所欲的實時打擊地球上的任何目標，科技的進步使人類自身生存和發(fā)展面臨巨大挑戰(zhàn)。第二十九頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五六、激光模擬訓(xùn)練技術(shù)用激光模擬器材進行軍事訓(xùn)練和作戰(zhàn)演習，不消耗彈藥，訓(xùn)練安全，效果逼真?，F(xiàn)已研制生產(chǎn)了多種激光模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，在各種武器的射擊訓(xùn)練和作戰(zhàn)演習中廣泛應(yīng)用。此外，激光核聚變研究取得了重要進展，激光分離同位素進入試生產(chǎn)階段，激光引信、激光陀螺已得到實際應(yīng)用。第三十頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)激光的防護與對抗

隨著軍用激光裝備在戰(zhàn)場上的廣泛應(yīng)用，以及激光干擾與致盲武器和高能激光武器的陸續(xù)投入使用，未來的戰(zhàn)場將是充滿光電對抗的戰(zhàn)場。因此各國十分重視激光的防護與對抗，并采取了各種相應(yīng)的措施。第三十一頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（一）激光濾光片與護目鏡

激光濾光片與護目鏡的作用是保護人眼和光電器材不被激光武器的激光束損傷，同時又不影響正常觀察。第三十二頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（二）煙幕利用煙幕作為對抗措施，使敵人難以捕獲目標，還可以漫射和吸收激光束，從而減小激光束對探測器和人眼的危害。需要注意的是，作戰(zhàn)部隊想要用煙幕來對付激光的威脅，提供持續(xù)的保護，則必須大面積覆蓋，而不能產(chǎn)生局部的煙幕。第三十三頁，共三十六頁，編輯于2023年，星期五（三）反激光導(dǎo)彈反激光導(dǎo)彈上裝有尋的頭，專門探測和跟蹤激光武器、激光測距機、激光指示器、激光雷達等激光裝置的激光源，并引導(dǎo)導(dǎo)彈摧毀敵方激光發(fā)射點。