半導(dǎo)體激光器軍事用途

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

　　半導(dǎo)體激光引信是一種光學(xué)引信, 屬主動(dòng)式近炸引信的技術(shù)范疇。激光引信通過(guò)激光對(duì)目標(biāo)進(jìn)行探測(cè), 對(duì)激光回波信息進(jìn)行處理和計(jì)算, 判斷出目標(biāo), 計(jì)算出炸點(diǎn), 在最佳位置適時(shí)引爆。炸彈一旦未捕獲或丟失目標(biāo)以及引信失靈后, 自炸機(jī)構(gòu)可以引爆彈丸自毀。半導(dǎo)體激光引信是激光探測(cè)技術(shù)在武器系統(tǒng)中最成功的應(yīng)用。

　　激光制導(dǎo)：它使導(dǎo)彈在激光射束中飛行直至摧毀目標(biāo)。

　　半導(dǎo)體激光制導(dǎo)已用于地-空導(dǎo)彈、空-空導(dǎo)彈、地-地導(dǎo)彈等。激光制導(dǎo)跟蹤在軍事上具有十分廣泛的應(yīng)用。激光制導(dǎo)的方法之一是駕束制導(dǎo), 又稱(chēng)激光波束制導(dǎo)。從制導(dǎo)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(xiàn)對(duì)準(zhǔn)目標(biāo);在波束中飛行的導(dǎo)彈, 當(dāng)其位置偏離波束中心時(shí),裝在導(dǎo)彈尾部的激光接收器探測(cè)到激光信號(hào), 經(jīng)信息處理后, 彈上解算裝置計(jì)算出彈體偏離中心線(xiàn)的大小和方向, 形成控制信號(hào); 再通過(guò)自動(dòng)駕駛儀操縱導(dǎo)彈相應(yīng)的機(jī)構(gòu), 使其沿著波束中心飛行, 直至摧毀目標(biāo)為止。另一種激光制導(dǎo)方法是光纖制導(dǎo)。通過(guò)一根放出的光纖把傳感器的信息傳送到導(dǎo)彈控制器, 觀(guān)察所顯示的圖像并通過(guò)同一光纖往回發(fā)送控制指令,以達(dá)到控制操縱導(dǎo)彈的目的。

　　激光測(cè)距：主要用于反坦克武器以及航空、航天等領(lǐng)域。測(cè)距儀采用半導(dǎo)體激光器作光源具有隱蔽性,略加改進(jìn), 還可測(cè)量車(chē)輛之間的距離并進(jìn)行數(shù)字顯示, 在低于所需安全系數(shù)時(shí)發(fā)出警報(bào)。半導(dǎo)體激光夜視儀和激光夜視監(jiān)測(cè)儀也得到重要應(yīng)用。利用半導(dǎo)體激光器列陣主動(dòng)式夜視儀的光源具隱蔽性, 列陣功率高的特點(diǎn), 可提高監(jiān)測(cè)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(cè)儀。用其對(duì)目標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)時(shí), 目標(biāo)的活動(dòng)情況可適時(shí)通過(guò)光纜傳送到指揮所。選擇較長(zhǎng)的合適波長(zhǎng), 可成為全天候監(jiān)測(cè)儀。
　　
　　激光雷達(dá)：與CO2 激光雷達(dá)相比, 半導(dǎo)體激光列陣的激光雷達(dá)體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、波長(zhǎng)短、精度高、具有多種成像功能及實(shí)時(shí)圖像處理功能, 包括各種成像的綜合、圖像跟蹤和目標(biāo)的自動(dòng)識(shí)別等?？捎糜诒O(jiān)測(cè)目標(biāo), 測(cè)量大氣水氣、云層、空氣污染; 還可用作飛機(jī)防撞雷達(dá), 機(jī)載切變風(fēng)探測(cè)相干光雷達(dá), 對(duì)來(lái)襲目標(biāo)精確定位以及對(duì)直升飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈的地形跟蹤等。半導(dǎo)體激光雷達(dá)主要是波長(zhǎng)820～850 nm 的LD 及列陣。
　　
　　激光模擬：激光模擬主要是以半導(dǎo)體激光為基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的新型軍訓(xùn)和演習(xí)技術(shù)。通過(guò)調(diào)節(jié)激光射束、周期和范圍以達(dá)到模擬任何武器特征的目的。武器模擬主要使用904 nm 半導(dǎo)體激光器, 用對(duì)眼睛安全的激光器作為戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)的基礎(chǔ), 最初稱(chēng)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(shí)。1974 年引進(jìn)了微處理機(jī)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(wàn)多套裝備, 用于地面作戰(zhàn)模擬。此外, 該公司還研制了空對(duì)地作戰(zhàn)系統(tǒng)以及MILES 空防樣機(jī)。目前, 全世界有美、英、瑞( 典) 三國(guó)出售MILESII/SAWE 系統(tǒng); 北約國(guó)家、以色列、阿根廷、俄羅斯、中國(guó)都在開(kāi)發(fā)這種系統(tǒng)。
　　
　　深海光通信：半導(dǎo)體激光器是一種理想光源, 具有抗干擾、保密性好等優(yōu)點(diǎn)。激光對(duì)潛通信光源藍(lán)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(lán)綠光和衛(wèi)星或航空母艦進(jìn)行通信聯(lián)絡(luò)。倍頻半導(dǎo)體高功率激光器列陣( 波長(zhǎng)在920～1080 nm) 就是一種這樣的光源。
　　
　　半導(dǎo)體激光瞄準(zhǔn)和告警：瞄準(zhǔn)具有兩類(lèi): 一類(lèi)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(biāo)上的激光光斑, 以解決夜間士兵的瞄準(zhǔn)射擊問(wèn)題; 另一類(lèi)激光瞄準(zhǔn)以發(fā)射紅色激光和可見(jiàn)光的半導(dǎo)體激光器為基礎(chǔ)。美國(guó)激光裝置公司在20 世紀(jì)80 年代推出的FA- 4 型激光瞄準(zhǔn)具的重量?jī)H99 g, 長(zhǎng)11.4 cm。為滿(mǎn)足不同波長(zhǎng)激光和可調(diào)諧激光器的探測(cè)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(dǎo)體激光通信：半導(dǎo)體激光器在衛(wèi)星通信技術(shù)中只需要較小的望遠(yuǎn)鏡和較低的發(fā)射功率, 就能實(shí)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(biāo)監(jiān)測(cè)和測(cè)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(cè)出隨轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的兩路激光束的相位差, 由此得出轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。其主要優(yōu)點(diǎn)是: 無(wú)運(yùn)動(dòng)部件, 儀器牢固, 耐沖擊, 抗加速運(yùn)動(dòng); 機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單, 價(jià)格低廉; 啟動(dòng)時(shí)間極短( 原理上可瞬時(shí)啟動(dòng)) ; 靈敏度高, 可達(dá)10- 7 rad/s; 動(dòng)態(tài)范圍極寬( 約為2 000 度/秒) ; 壽命長(zhǎng)等。在軍用民用光纖通信、光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈、制導(dǎo)魚(yú)類(lèi)等方面廣泛應(yīng)用。