半導體激光器軍事用途

        由于半導體激光器具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、壽命較長、易于調(diào)制及價格低廉等優(yōu)點, 廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域,，如激光制導跟蹤、激光雷達、激光引信、激光測距、激光通信電源、激光模擬武器、激光瞄準告警、激光通信和激光陀螺等。目前, 世界上的發(fā)達國家都非常重視大功率半導體激光器的研制及其在軍事上的應(yīng)用。

　　半導體激光引信是一種光學引信, 屬主動式近炸引信的技術(shù)范疇。激光引信通過激光對目標進行探測, 對激光回波信息進行處理和計算, 判斷出目標, 計算出炸點, 在最佳位置適時引爆。炸彈一旦未捕獲或丟失目標以及引信失靈后, 自炸機構(gòu)可以引爆彈丸自毀。半導體激光引信是激光探測技術(shù)在武器系統(tǒng)中最成功的應(yīng)用。

　　激光制導：它使導彈在激光射束中飛行直至摧毀目標。

　　半導體激光制導已用于地-空導彈、空-空導彈、地-地導彈等。激光制導跟蹤在軍事上具有十分廣泛的應(yīng)用。激光制導的方法之一是駕束制導, 又稱激光波束制導。從制導站的激光發(fā)射系統(tǒng)按一定規(guī)律向空間發(fā)射經(jīng)編碼調(diào)制的激光束, 且光束中心線對準目標;在波束中飛行的導彈, 當其位置偏離波束中心時,裝在導彈尾部的激光接收器探測到激光信號, 經(jīng)信息處理后, 彈上解算裝置計算出彈體偏離中心線的大小和方向, 形成控制信號; 再通過自動駕駛儀操縱導彈相應(yīng)的機構(gòu), 使其沿著波束中心飛行, 直至摧毀目標為止。另一種激光制導方法是光纖制導。通過一根放出的光纖把傳感器的信息傳送到導彈控制器, 觀察所顯示的圖像并通過同一光纖往回發(fā)送控制指令,以達到控制操縱導彈的目的。

　　激光測距：主要用于反坦克武器以及航空、航天等領(lǐng)域。測距儀采用半導體激光器作光源具有隱蔽性,略加改進, 還可測量車輛之間的距離并進行數(shù)字顯示, 在低于所需安全系數(shù)時發(fā)出警報。半導體激光夜視儀和激光夜視監(jiān)測儀也得到重要應(yīng)用。利用半導體激光器列陣主動式夜視儀的光源具隱蔽性, 列陣功率高的特點, 可提高監(jiān)測距離至1 km, 如配上掃描和圖像顯示裝置, 則可成為激光夜視監(jiān)測儀。用其對目標進行監(jiān)測時, 目標的活動情況可適時通過光纜傳送到指揮所。選擇較長的合適波長, 可成為全天候監(jiān)測儀。
　　
　　激光雷達：與CO2 激光雷達相比, 半導體激光列陣的激光雷達體積小、結(jié)構(gòu)簡單、波長短、精度高、具有多種成像功能及實時圖像處理功能, 包括各種成像的綜合、圖像跟蹤和目標的自動識別等?？捎糜诒O(jiān)測目標, 測量大氣水氣、云層、空氣污染; 還可用作飛機防撞雷達, 機載切變風探測相干光雷達, 對來襲目標精確定位以及對直升飛機和巡航導彈的地形跟蹤等。半導體激光雷達主要是波長820～850 nm 的LD 及列陣。
　　
　　激光模擬：激光模擬主要是以半導體激光為基礎(chǔ)發(fā)展起來的新型軍訓和演習技術(shù)。通過調(diào)節(jié)激光射束、周期和范圍以達到模擬任何武器特征的目的。武器模擬主要使用904 nm 半導體激光器, 用對眼睛安全的激光器作為戰(zhàn)術(shù)訓練系統(tǒng)的基礎(chǔ), 最初稱為激光交戰(zhàn)系統(tǒng)( LES) 。該系統(tǒng)的研制始于1973 年, 其可行性已得到了證實。1974 年引進了微處理機技術(shù), 于是LES 發(fā)展成為多功能激光交戰(zhàn)系統(tǒng)(MILES) 。同年,賽羅克斯電光系統(tǒng)公司接受了全套MILES 工程的研制合同, 向陸軍提供8 萬多套裝備, 用于地面作戰(zhàn)模擬。此外, 該公司還研制了空對地作戰(zhàn)系統(tǒng)以及MILES 空防樣機。目前, 全世界有美、英、瑞( 典) 三國出售MILESII/SAWE 系統(tǒng); 北約國家、以色列、阿根廷、俄羅斯、中國都在開發(fā)這種系統(tǒng)。
　　
　　深海光通信：半導體激光器是一種理想光源, 具有抗干擾、保密性好等優(yōu)點。激光對潛通信光源藍綠光是海水的通信窗口( 460～540 nm) , 穿透深度約300 ft, 潛艇可用藍綠光和衛(wèi)星或航空母艦進行通信聯(lián)絡(luò)。倍頻半導體高功率激光器列陣( 波長在920～1080 nm) 就是一種這樣的光源。
　　
　　半導體激光瞄準和告警：瞄準具有兩類: 一類以發(fā)射紅外激光的GaAs激光器為基礎(chǔ), 士兵需佩戴夜視鏡才能看清目標上的激光光斑, 以解決夜間士兵的瞄準射擊問題; 另一類激光瞄準以發(fā)射紅色激光和可見光的半導體激光器為基礎(chǔ)。美國激光裝置公司在20 世紀80 年代推出的FA- 4 型激光瞄準具的重量僅99 g, 長11.4 cm。為滿足不同波長激光和可調(diào)諧激光器的探測要求, 激光告警的工作波段不斷得到拓展, 角分辨率也不斷得到提高。
　　
　　半導體激光通信：半導體激光器在衛(wèi)星通信技術(shù)中只需要較小的望遠鏡和較低的發(fā)射功率, 就能實現(xiàn)光的自由空間傳輸并獲得極高的數(shù)據(jù)率傳輸。激光通信技術(shù)可用于軌道衛(wèi)星間的相互通信及衛(wèi)星與地面站的通信。
　　
　　軍用光纖陀螺：軍用光纖陀螺是軍用光纖領(lǐng)域中用途最廣, 是目標監(jiān)測和測量方面不可缺少的技術(shù)手段。由光纖繞成環(huán)形光路, 采用Sagnac 干涉原理, 檢測出隨轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的兩路激光束的相位差, 由此得出轉(zhuǎn)動的角速度。其主要優(yōu)點是: 無運動部件, 儀器牢固, 耐沖擊, 抗加速運動; 機構(gòu)簡單, 價格低廉; 啟動時間極短( 原理上可瞬時啟動) ; 靈敏度高, 可達10- 7 rad/s; 動態(tài)范圍極寬( 約為2 000 度/秒) ; 壽命長等。在軍用民用光纖通信、光纖制導導彈、制導魚類等方面廣泛應(yīng)用。