激光1新锐军事科技与武器

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1、CH.4激光技术及其军事应用(1)现代战场的杀手锏－－激光（死光）。谁拥有它，谁就主宰战场，决胜战争。（2010年初激光打卫星试验）第7课4.1激光的产生、特点与激光器种类1、激光与普通光源本质不同普通光源：微观粒子中受激辐射的光子，彼此间无相关性，如光子发射方向、频率等彼此不同。相关性含义：例如某专业09级学生间有相关性；车站广场人群来自不同地方，到不同的地方去，无相关性。激光：由某特定类物质（工作物质），在外界能量（泵浦、激励源）激发下，经一定技术处理（光学谐振腔谐振），微观粒子中受激辐射的光子，彼此密切相联系，步调基本一致（方向、频率和相位等），导致能量瞬间密集（功率高）、空间密集（功

2、率密度大）束射。类似：大桥上一队军队队列行进不得齐步走，以防引起桥梁共振垮塌（他们推不倒桥梁）……2、激光器产生激光的器件。由工作物质、泵浦（激励）源和光学谐振腔组成。3、激光的特点（1）方向性好：激光束射到L=100m处，光点直径0.5cm；20km处，光点直径5～10cm。（2）亮度高（功密大）：1mW氦氖激光器输出亮度是地表太阳光亮的44倍；大功率激光器亮度可达几亿倍！（3）单色性好：红光包括0.63～O.67μm范围各波长光；这个范围越窄，单色性越好。普通氖灯发光谱宽4.7×10-3nm,是氦氖激光器10-9nm的几十万倍。（4）相干性好①相干的概念：同频、同向、相差恒定含同相（一个

3、班的同学活动规律相同）的2列（或以上）光波在空间交会且波前匹配，重叠区波前光强分布，出现明暗相间的稳定图纹。相应光源称相干光源。②激光相干性：激光完全满足上述相干条件，是极好的相干源。4.2激光测距机－－脉冲型，*连续波型。1、测距原理：发射激光（脉冲串－脉宽≦50ns）束，到达目标反射，接收反射脉冲，记录往返时间差取半，乘以光速C的距离。（与射频/微波脉冲雷达测距原理同）②军用测距机：小型化、标准化和模块化（固件）。③多功能：激光测距、跟踪、指示、夜视、潜望等功能一体化。2、特点①测距精度高：距离30km，误差5～10m，最小0.15m3、应用－－陆军、地炮（坦克、高炮、舰/潜艇载、机载等

4、）测距机为例（1）效用：对目标位置估计精度，人眼±500m，激光±25m；使火炮射击精度从250m提到100m。手持脚架式：①测定目标距离或位置；②测定炸点偏差校正炮瞄准星位置；③为火力发射装置指示目标位置－照射－反射－接收—制导依据。(2）举例－美军AN/GVQ-10→AN/GVSQ-184改进型、由激光测距机、微光夜视仪和双目望远镜组成的多功能综合系统。用于固定阵地昼夜观察、测距和指示目标。可识别8km外的人，星光下可观察1.5km的目标；全重170kg，三角架支撑，2人20′架设完毕。后者测30km目标，测量精度5m。4、发展1969年－第一代激光测距机列装。现在已发展出第三代产品－C

5、O2气体、二极管泵浦固体、新型固体材料作工质、喇曼频移型激光测距机。（2）激光雷达：与射频雷达原理近似。相干单脉冲CO2激光雷达图示如右。美军“火池”如ppt此页。>4.3激光雷达1、工作原理（1）射频/微波雷达：向空中发射电磁波束，经目标反射，被雷达接收、处理、显示，判定空中目标的存在与否、定位（方位、距离、高度）、识别（型别等）。（画原理框图）↓激光器2、特点（1）定位精度比射频雷达高几个数量级；（2）分辨率高，能获动目标清晰图像，便于识别；（3）抗电磁干扰能力强；（4）比射频雷达体积小、重量轻（大型相控阵射频雷达天线可占一座山）；（5）保密性好，反侦察性能强；（6）缺点：易受大气影响；

6、波束窄，难于搜索捕获目标。4.4应用（如右表）（神8与天宫1号对接）（利比亚战事）（数据链）*非合作目标识别（还有合作目标识别）目标识别是当今战场一大难题。近几场局部战争北约－美军自伤、误伤很多。过去利用射频雷达回波提取目标特征信息，与预知模型比对求得识别结果。建模、运算量大等阻碍其获得实质性突破。现在美军采用激光雷达照射、扫描目标，对目标成像，通过模式识别技术获得突破。（7）化学、生物毒剂鉴定和利用目标尾气识别①利用各种气体、悬浮物对激光吸收、反射谱段不同鉴别它们；②不同类型飞行器发动机、结构不同，尾气对激光吸收、反射谱段不同，尾部涡流分布不同，可识别目标。（6）飞行器地形匹配制导和障碍物

7、回避①盲目着陆激光雷达②地形匹配制导作业：4.1激光有哪些特点？4.2激光的大量应用，是基于其信息特征，还是基于其能量特征？举例说明。4.3激光测距仪是基于激光的哪条特性构建的？如果发射激光束到目标反射激光束之间的时间，被测算出是2000μs，问激光测距仪距目标多远？4.4激光雷达的军事应用主要有哪些？至少列3点。谢谢！