涨姿势激光技术在军事上竟有这么多应用!

激光技术经过半个多世纪的发展,从基本理论、实验手段到制造工艺都已逐步成熟,特别是在军事上的应用,已经改变了世界。目前,很多发达国家都在大力抓紧激光技术的研究,竟相投入大量人力财力,抢占这一高技术前沿地带!

什么是激光?

激光(Laser)是利用光能、热能、电能、化学能或核能等外部能量来激励物质,使其发生受激辐射而产生的一种特殊的光。

1960年7月,美国科学家梅曼(Maiman)博士在前人科研的基础上,在实验室里制造出了世界上第一台激光器——红宝石激光器,标志着激光的诞生。

1961年9月,中国的科学家也制造出激光器。

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红宝石激光器

激光有哪些特性?

与一般光相比,激光具有四个特性:

亮度高

由于激光的发射能力强和能量的高度集中,所以亮度很高,它比普通光源高亿万倍,比太阳表面的亮度高几百亿倍。亮度是衡量一个光源质量的重要指标,若将中等强度的激光束经过会聚,可在焦点出产生几千到几万度的高温。

方向性好

激光发射后发散角非常小,激光射出20公里,光斑直径只有20~30厘米,激光射到38万公里的月球上,其光斑直径还不到2公里。

单色性好

光的颜色由光的不同波长决定,不同的颜色,是不同波长的光作用于人的视觉的不同而反映出来。激光的波长基本一致,谱线宽度很窄,颜色很纯,单色性很好。由于这个特性,激光在通信技术中应用很广。

相干性好

相干性是所有波的共性,但由于各种光波的品质不同,导致它们的相干性也有高低之分。普通光是自发辐射光,不会产生干涉现象。激光不同于普通光源,它是受激辐射光,具有极强的相干性,所以称为相干光。

激光在军事上的应用

激光武器

激光武器是利用激光能量摧毁目标或使其丧失战斗能力的武器。

激光武器的杀伤破坏效应主要有三种:烧蚀效应,激波效应,辐射效应。具有速度快、命中精度高、威力大、不易受电磁干扰、费效比高等优点。

激光武器一般分为高能激光武器和低能激光武器两类。

高能激光武器又称强激光武器,它是一种大型的激光装置,能在很短的时间内发出高能激光束。击中目标时,极大的光能量被目标吸收,转变为热能,产生可达几百万度的高温和可达几百万个大气压的高压,使目标被烧蚀、击穿,甚至引起爆炸。高能激光武器可用于摧毁敌导弹、卫星、飞机等大型目标。

低能激光武器是指发射功率较小的激光轻武器,也叫战术激光武器,如激光枪、激光致盲武器等。主要用于射击单个敌人,使之失明、死亡或衣服着火而丧失战斗力,也可使各种光学瞄准观察器材失灵。目前美国试验的激光武器主要针对无人机、小型舰艇等。

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美国舰载激光武器

激光制导

激光制导是光电制导家族中发展较晚但却进步神速的一个重要成员。激光制导是用来控制飞行器飞行方向,或引导兵器击中目标的一种激光技术。激光制导与其它制导种类相比具有结构简单、作战实效成本低、抗干扰性能好、命中精度高等优点。不足的是受大气及战场条件影响较大,不能全天候工作等。

激光制导的基本原理是:用激光器发射激光束照射目标,装于弹体上的激光接收装置则接收照射的激光信号或目标反射的激光信号,算出弹体偏离照射或反射激光束的程度,不断调整飞行轨迹,使战斗部沿着照射或反射激光前进,最终命中目标。

激光制导方式有半主动寻的式、全主动寻的式和波束式(驾束式)三种。目前激光制导武器中大多采用半主动激光制导方式,即导引头(它安装在弹上,被用来自动跟踪目标并测量弹的飞行误差)与激光照射装置分开配置于两地,前者随弹飞行,后者置于弹外。激光照射器用来指示目标,故又称激光目标指示器。导引头通过接收目标反射的激光照射器照射的激光或直接接收照射激光,引导导弹飞向目标。激光制导武器现有激光制导炸弹、激光制导导弹和激光制导炮弹等种类。

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海湾战争中F-15E投射GBU-12激光制导炸弹

激光测距与激光雷达

激光测距是激光在军事上应用最早和最成熟的技术。自1960年第一台激光器——红宝石激光器发明以来,便有人开始进行激光测距的研究。

和微波测距等其它方法相比,激光测距具有更好的方向性和更高的测距精度,测程远,抗干扰能力强,隐蔽性好,因而得到广泛的应用。激光测距的研究还对雷达技术的发展起了很大的促进作用。激光测距与普通测距相比,具有远、准、快、抗干扰、无盲区等优点。激光测距在常规兵器中已广泛应用,正在逐步取代普通光学测距手段。

雷达分辨率与波长有关,波长越小,分辨率和精度越高。激光雷达在高精度和成像方面占有优势,其分辨率可达厘米甚至毫米级,比微波雷达高近100倍;测角速精度,理论上比微波雷达高一亿倍以上,现在已做到高1000~10000倍。军用激光雷达最成功的应用是辅助导航,特别是速度计。激光速度计可给机载导航计算机提供超精度测量,其测速误差可达0.5mm/s。激光雷达最适于远距离高分辨率成像。

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深海探测激光雷达

激光侦察对抗

激光侦察在军事上占有十分重要的地位。利用激光技术进行多光谱摄影(全息摄影),可以识别伪装目标。由于各种物体对各种光的吸收和反射能力不同,可以在底片上引起不同感光反应而实现对目标的侦察。海湾战争中,美国利用这一技术,发现了伊拉克严密伪装在树林里的坦克和导弹发射架。激光对抗可对激光测距进行欺骗,使其无法测定其真实距离或使导弹改变弹道。

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洛马公司生产的Stalker无人侦察机

激光报警

激光报警是用于截获、测量、识别敌方激光威胁信号并实时告警的技术。当激光束照射到接收系统时,接收系统将激光汇聚到光电传感器上,经过信号转换和分析处理,发出告警信号。

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美国AN/AVR-2型激光告警接收机

激光通信

激光通信是以激光为载体来传替信息的一种通信方式。激光通信与电波通信相比具有信息容量大、传输路数多、方向性好、能量集中、保密性好、设备轻便、费用经济等优点。通常分为大气通信、空间通信、水下通信和光导纤维通信四种形式。

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未来登月任务中或将使用先进的激光通讯技术,传输速率更快,仪器的体积也可大大降低

激光陀螺

激光陀螺,一种无质量的光学陀螺仪。利用环形激光器在惯性空间转动时正反两束光随转动而产生频率差的效应,来敏感物体相对于惯性空间的角速度或转角。

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中国高精度激光陀螺

激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门高新技术,受到各大军事强国的重视,正成为军事技术最活跃的一个领域之一。但整体来说,由于大气畸变、扰动、混合以及地表附近的不同温度的影响,激光武器、激光通信领域还无法达到规模化、实用化,随着激光技术的研究进一步深入,必将会在这些领域取得突破。

(文/李磊)

转自海鹰资讯(hiwing_news)

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