_激光技术的军事应用
激光应用技术
激光应用技术激光应用技术是利用激光器产生的激光束实现各种应用的一项先进技术。
自从激光技术的诞生以来,它在各个领域的应用得到了广泛的关注和使用。
本文将重点介绍激光应用技术在医疗、通信、制造业和军事等领域的应用。
一、医疗应用激光在医疗领域的应用是最为人熟知和广泛的应用之一。
通过调整激光器的参数,可以实现不同波长和功率的激光束,从而用于不同的医疗治疗和手术操作。
比如激光在近视手术中的应用,通过对眼角膜进行激光矫正,可以实现近视的矫正效果。
激光还可以用于皮肤美容、癫痫的治疗以及癌症的手术操作等。
激光在医疗领域的应用极大地提高了医生的操作精度和治疗效果。
二、通信应用激光在通信领域的应用也是十分重要的。
激光通信是一种基于激光器发射激光束进行信息传输的技术。
相比传统的电信号传输方式,激光通信拥有更高的传输速率和更大的带宽。
在光纤通信中,激光器产生的激光束可以通过光纤进行传输,实现高速、远距离的信号传输。
激光通信技术被广泛应用于光纤通信、卫星通信等领域,为人们提供了更加高效可靠的通信手段。
三、制造业应用激光在制造业中的应用也十分广泛。
激光切割、激光焊接、激光打标等技术在制造业中得到了广泛应用。
激光切割可以实现对金属和非金属材料的高精度切割,被广泛用于汽车、航空航天等行业。
激光焊接可以实现对金属材料的高效焊接,比传统的焊接方式更加精确和稳定。
激光打标则可以实现对产品的在线标记和识别,提高了制造业的生产效率和品质。
四、军事应用激光在军事领域的应用也十分重要。
激光制导导弹和激光测距仪是激光在军事上的两个重要应用。
激光制导导弹通过激光瞄准目标,实现对目标的精确打击。
激光测距仪可以实现对目标的精确测距,为军事作战提供了精确的数据支持。
激光在军事领域中的应用大大提高了军事作战的准确性和战斗力。
综上所述,激光应用技术在医疗、通信、制造业和军事等领域都起到了重要的作用。
随着激光技术的不断发展,相信激光应用技术将在更多领域得到广泛应用,并为人类创造更加美好的未来。
激光在军事中的应用
激光在军事上的应用焦雷05061120一、激光致盲武器激光致盲武器的射击对象是人眼以及光学和光电装置等目标。
它一般由激光器、精密瞄准跟踪系统、光束控制和发射系统组成。
激光器是激光武器的核心,用于产生起致盲作用的激光光束,如二氧化碳激光器,平均输出功率一般在1000~10000W之间;精密瞄准跟踪系统用于跟踪瞄准所要攻击的目标,引导激光束对准目标射击,如采用红外跟踪仪电视跟踪器或激光雷达等光电瞄准跟踪系统;光束控制和发射系统的作用是将激光束快速准确地聚焦到目标上,其主要部件是反射镜。
激光致盲武器与一般常规武器相比,具有高速、准确、灵活和抗干扰等独特优点。
它能以3×105km/s的速度射击目标,瞬发即中,几乎没有后坐力,变换方向迅速,射击频率高,可在短时间内对付多个目标。
它可准确瞄准某个方向,选择杀伤目标集中的位置,甚至射击目标上的某个部分或元器件,而对其他目标或周围环境没有破坏作用,并且抗干扰能力强,现有的电子干扰手段对它不起作用或影响很小。
激光致盲武器射击人眼,可造成暂时失明或永久性致盲,甚至使视网膜爆裂,眼底大面积出血。
激光致盲武器也可对光电系统和光电装置造成损伤,使其失去观测能力,它可使导弹导引头中的光电传感致盲,从而失去跟踪目标能力,使光电引信过早或不能引爆,从而使弹头失去杀伤作用。
在反坦克、反潜艇作战中,激光致盲武器也有很大的发展潜力。
坐在坦克里的敌人,全身都处在厚厚的铁甲的保护下,潜水艇则有很深的海水掩护,要杀伤他们不大容易,但只要对准潜望镜的入口发射激光,它沿着潜望镜的光路进入,就会把用潜望镜观察外界情况的指挥员的眼睛损伤。
二、激光制导炸弹激光制导炸弹主要由导引头、战斗部和尾翼三大部分组成。
激光导引头又分为激光接收器和控制舱两部分;战斗部主要是采用通用炸弹;也有采用集束炸弹的;尾翼的作用是增加升力,延长射程。
激光制导的基本原理是:导引头上装有光学系统和四象限光探测元件,接收由目标反射的激光能量,经处理输出表征目标视线与制导炸弹速度方向之间的角视差信号,形成制导指令,输送给舵机,转动相应舵面,产生控制力,从而修正飞行弹道。
激光在军事上的应用.
半主动寻的制导方式的激光源和寻的器分开放置,寻的器在导弹上,而激光源可以 放在载机上或地面上。以激光源放在载机上为例,激光制导系统由弹上和载机上两部分 设备组成。弹上放置有激光导引头(内装激光接收器),载机上有瞄准吊舱(内装激光照射 器用于照射目标)和红外成像仪(用于探测目标)。它的工作原理是:从载机上的瞄准吊舱 发射一束激光,这束激光照在目标上反射,被导弹上的激光接收器接收,导弹就向激光 照射点飞去。导弹在飞行中如果偏离方向,制导系统会形成误差信号,控制导弹进行校 正。这就好像“投篮”战术:激光照射器设置了一个“篮筐”,放在目标上,激光制导 导弹自动往里钻 。美制“海尔法”激光制导导弹就是半主动激光寻的导弹的典型代表, 主要用于攻击坦克、各种战车、雷达等地面军事目标。
我国自主研发的激光制导炸弹
激 光 制 导 炸 弹 的 导 引 头
激光制导炸弹相对导弹而言 成本较低,用普通航弹也可 以改装。但是使用上也有局 限:载机必须飞到目标上空 才可投放,而且投放时要保 持一定角度与姿态,容易遭 到地面或空中攻击。一般要 在己方控制制空权的情况下 进行;进行目标指示的激光 束易受干扰,一般释放烟雾 就无法穿透。所以也可以用 电视制导炸弹和GPS定位 制导炸弹。
瑞典RBS-70便携式防空导弹系统
当今世界最著名的便携式防空导弹系统,除了 美国的“毒刺”、俄罗斯的“箭”、“针”之 外,还有率先采用激光制导方式的瑞典RBS-70 系统。目前,共有13个国家装备这种导弹系统。 RBS-70防空系统多次经过现代化改进,能 及时适应现代战争对近程防空兵器不断增长的 要求,其最新改型能高效对抗现役和前景空袭 兵器。 RBS-70与大多数轻型防空系统最大的区别 在于它率先使用激光制导方式。RBS-70具有的 激光通道采用激光指令制导方式,大大减轻了 弹载电子设备重量,大幅提高射程,一些武器 专家因此视其为近程,而不是超近程防空系统。 激光制导方式和模块式战斗部的使用,还可保 障RBS-70系统不仅用于防空防御,还可主动攻 击地面和水面目标。
激光在军事领域的应用及最新进展课件
技术挑战
01
02
03
技术成熟度
激光技术的成熟度对军事 应用至关重要。目前,高 能激光器的稳定性和可靠 性仍需进一步提高。
精确控制
激光武器的精确控制技术 是关键,需要解决在复杂 环境和动态条件下的瞄准 和跟踪问题。
能量传输与储存
大功率激光武器需要高效 的能量传输和储存技术, 以满足持续作战的需求。
应用挑战
战场环境适应性
激光武器需要适应不同的 战场环境,包括不同的气 候、地形和战斗条件。
抗干扰能力
激光武器应具备抗敌方干 扰和对抗措施的能力,以 确保作战效能。
人员培训与维护
激光武器需要专业人员进 行操作和维护,对人员培 训和装备维护提出了更高 的要求。
发展前景
技术进步推动
随着激光技术的不断进步,未来 激光武器在功率、精度和可靠性
等方面将得到显著提升。
作战应用多样化
激光武器有望在未来战场中发挥更 广泛的作用,包括反导、反卫星以 及压制敌方传感器等任务。
国际合作与交流
各国在激光武器领域的合作与交流 将有助于推动技术的共同发展,提 高全球安全水平。
05
结论
Chapter
激光技术在军事领域的重要性
激光武器
激光武器具有高精度、快速响应 和低成本等优势,可用于拦截导 弹、无人机等目标,提高防御能
激光对抗技术
总结词
激光对抗技术是指利用激光对敌方光电传感器进行干扰、致盲或摧毁的技术。
详细描述
激光对抗技术在现代战争中具有重要作用,可有效干扰敌方侦察卫星、导弹制导系统和炮瞄雷达等光 电传感器,使其丧失作战能力。同时,激光对抗技术还可用于摧毁敌方光电传感器和无人机等目标。
激光侦察的原理及应用实例
激光侦察的原理及应用实例1. 激光侦察的原理激光侦察是一种利用激光技术进行目标侦测和测量的方法。
激光是一种具有高度定向、单色性和相干性的光束,可以在空间中传播并精确锁定目标。
激光侦察主要基于以下原理:•激光光谱侦测:激光通过吸收、散射和荧光等过程与被测目标相互作用,通过侦测激光的光谱特征,可以获得目标的物理和化学信息。
•激光测距:利用激光束的高度定向性和相干性,在激光发射和接收器之间测量时间差,从而获得目标的距离信息。
•激光测速:利用激光脉冲的频率和相干性,测量目标的速度。
•激光成像:通过激光束的扫描或干涉等技术,记录激光与目标之间的相互作用,获得目标的形态和结构信息。
2. 激光侦察的应用实例2.1 军事领域激光侦察在军事领域有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:•目标侦测与识别:激光光谱侦测可用于军事目标的分类与特征鉴别,如识别敌方战车、飞机和军舰等。
•目标测距与测速:激光测距和测速可以为军事作战提供精确定位和打击支持,如导弹的制导和火力打击的精确计算。
•战场侦察与情报获取:激光成像技术可以通过扫描或干涉的方式生成高分辨率的战场图像,为军事侦察和情报获取提供重要依据。
2.2 环境科学激光侦察在环境科学领域的应用也十分重要,主要体现在以下几个方面:•大气污染监测:激光光谱侦测可用于监测大气中的污染物含量和特征,例如测量空气中的悬浮颗粒物、臭氧浓度等。
•地球物理测量:激光测距技术可以用于测量地球的形状和表面特征,如高程测量、地质断层的探测等。
•植物生长监测:激光成像技术可用于监测植物的生长情况和叶面积指数,为农业生产提供决策支持。
2.3 工业制造激光侦察在工业制造领域的应用也非常广泛,主要体现在以下几个方面:•零件测量:激光测距技术可以用于零件测量,如精确测量零件的尺寸、形状和表面质量。
•工件定位和对位:激光测距和成像技术可用于工件定位和对位,如安装定位和焊接对位等。
•激光切割和打标:激光成像技术可以用于激光切割和打标,如激光切割金属材料和激光打标产品序列号等。
激光在军事上的应用
激光在军事上的应用摘要:激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。
根据作战用途的不同,激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。
武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成,目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。
激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和环境影响等弱点。
激光武器已有30多年的发展历史,其关键技术也已取得突破,美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。
目前低能激光武器已经投入使用,主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观测设备;高能激光武器主要采用化学激光器,按照现有的水平,今后5—10年内可望在地面和空中平台上部署使用,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。
正文:在这学期学过《无处不在的激光》之后,我对激光有了更加深刻的了解,被它“无处不在”的特性所震撼,更增加了我学习与激光有光知识的动力与兴趣。
以下,我将通过我收集到的知识谈谈激光的有关特性及它在军事上的应用。
激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”,是它的英文名称LASER的音译,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。
意思是“受激辐射的光放大”。
什么叫做“受激辐射”?它基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出了的一套全新的理论。
这一理论是说在组成物质的原子中,有不同数量的粒子(电子)分布在不同的能级上,在高能级上的粒子受到某种光子的激发,会从高能级跳到(跃迁)到低能级上,这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光,而且在某种状态下,能出现一个弱光激发出一个强光的现象。
这就叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。
激光主要有四大特性:激光高亮度、高方向性、高单色性和高相干性。
激光技术的进步和应用
激光技术的进步和应用在当今科技日新月异的时代,激光技术已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。
随着科技的不断进步,激光技术在医疗、工业、军事等领域的应用也越来越广泛。
这篇文章将会从激光技术的起源、发展和应用这三个方面探讨激光技术的进步和应用。
一、激光技术的起源激光技术是一项高科技技术,起源于20世纪60年代,当时人们对于光、光学和电磁波的研究刚刚开始。
1960年,美国的西奥多·曼路斯和亚瑟·莫切森等科学家发明了世界上第一台激光器。
激光技术最初的应用是用于军事领域,美军将激光器应用在武器上,用作瞄准、测距等。
此后,激光技术开始应用于医疗、制造、通讯等领域,得到了广泛的发展和应用。
目前,激光技术已成为了人们生活中不可或缺的高科技手段之一。
二、激光技术的发展随着科技的不断进步,激光技术也在不断的发展。
激光技术已经成为了当今工业和军事领域中不可或缺的一部分,它可以用于制造、医疗、通讯等领域,推动了各领域的技术革新。
1.医疗领域激光技术在医疗领域中有着广泛的应用,它可以用于手术、医疗器械等。
比如,激光美容可以对皮肤进行修复、脱毛等;激光手术可以对眼部、皮肤等进行手术治疗;激光治疗可以对各种疾病进行治疗等。
2.工业领域激光技术在工业领域中有着广泛的应用,比如激光焊接、激光切割、激光打标等等。
与传统的工艺相比,激光技术具有更高的精度、更高的效率、更多的适用范围等优势。
激光技术不仅可以用于汽车、船舶、航空、电子等许多行业,还可以改善生产效率、降低生产成本。
3.军事领域激光技术在军事领域用于瞄准、测距、制导等方面。
激光制导武器可以实现“一弹一命”的精确打击,增强了武器使用的准确性和有效性。
激光范围发现器可以对目标进行精确定位,从而提高了军事作战的成功率。
三、激光技术的应用激光技术的应用范围非常广泛,从医疗、工业、通讯、军事等方面都可以看到它的身影。
1.医疗领域在医疗领域中,激光技术可以用于治疗肿瘤、皮肤病、静脉曲张、近视、白内障等多种疾病。
激光在国防军事方面的应用
激光原理论文**:***学号:2014326690014班级:应用物理(1)班指导教师:楼益民2016年11月制激光在军事国防中的应用摘要自从进入21世纪以来,科学技术的不断发展催生了一批批的高新技术产业,使得军事界发生了一场重大的军事变革,从近年来爆发的现代高科技局部战争可以看出:军队逐渐在由“体能型”向“智能型”的方向发展;由纯粹的兵器对抗向作战体系之间的对抗的方向发展;由单纯的防守型向攻防兼并型方向发展;由临空、近距离作战向防区外远距离作战发展,因此未来的战争对制导武器的发展提出了更高的要求:必须建立完善的作战系统,具备在复杂的气象和电磁环境条件下以及在更远的射程上对不同目标精确打击能力[1]。
激光武器作为20世纪重大发明之一,自1960年首次问世以来,经过半个世纪的发展,科学家不断地攻关克难,最终激光技术从原理、实验手段到制备工艺系列流程日趋成熟,发展极为迅猛,并且为科学技术进步与经济发展做出了极大的贡献[2]。
作为一门新颖的科学技术,其发展之快已经渗透到了各个领域,对物理学、化学、生物学、医学、工艺学、园艺学以及检测技术、通信技术、军事技术等都产生了深刻的影响。
众所周知,重大的科技成果首先是应用于军事,而激光技术也不例外,其军事应用效果显著,在雷达侦查、激光测距、定向能武器、导弹制导、航空航天、电子对抗、激光隐身、激光通信等方面的应用使得军队智能化程度大幅提升,同时信息战争也站上了历史的舞台。
回望过去十几年间发生大大小小的局部战争可见,国防建设中军队信息化发挥了巨大的作用,在战况紧急的战场上能否迅速准确地获取敌人的信息是决定胜败的关键。
基于科索沃、越南、海湾等现代战争中美国军队的表现和经济实力,我国逐渐加快了军队现代化的进程,促进军队智能化,更具机动性和应变性。
结合国内外的激光军用状况作了一些报告,并对激光的军事应用前景作了分析。
关键词:激光技术激光制导干扰对抗国防军事发展前景引言科技发展迅猛的时代,任何高新技术的应用首选舞台都离不开军事领域,激光器等技术均已日趋成熟,激光日益受到各大军事强国的重视,并且有望成为未来军事技术发展中最为活跃的领域之一。
激光的军事应用
激光的军事应用激光,又称镭射,英文叫“LASER”,是“Light Amplification by Stimu Iatad Emission of Radiation”的缩写,意思是“受激发射的辐射光放大”。
激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。
1916年爱因斯坦提出了一套全新的技术理论‘受激辐射’,即一个弱光激发出一个强光的现象,叫做“受激辐射的光放大”,简称激光。
1958年,美国科学家肖洛和汤斯提出了"激光原理",即物质在受到与其分子固有振荡频率相同的能量激励时,都会产生这种不发散的强光--激光,他们为此发表了重要论文。
1960年5月15日,美国加利福尼亚州休斯实验室的科学家梅曼宣布获得了波长为0.6943微米的激光,这是人类有史以来获得的第一束激光,梅曼因而也成为世界上第一个将激光引入实用领域的科学家。
1960年7月7日,梅曼研制成功世界上第一台激光器,梅曼的方案是,利用一个高强闪光灯管,来刺激在红宝石色水晶里的铬原子,从而产生一条相当集中的纤细红色光柱,当它射向某一点时,可使其达到比太阳表面还高的温度。
前苏联科学家H.Γ.巴索夫于1960年发明了半导体激光器。
半导体激光器的结构通常由P层、N层和形成双异质结的有源层构成。
1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门高新技术,经过50多年的发展,从机理原理,实验手段到制造工艺都已逐步成熟,受到各大军事强国的重视,未来有望成为军事技术最活跃的一个领域。
激光的重要特点如下:高亮度。
强激光的亮度比太阳表面亮度高出百亿倍,这样的高亮度是普通光源无法比拟的。
方向性强。
激光发射的几乎是一束理想的平行光,它可以传播很远而极少发散,一束激光在20公里的距离上,几乎不发散,激光射向月球,光斑也不到2公里。
人们正是利用这一特点,准确地测出月球与地球间的距离。
单色性好。
激光技术的应用和发展
激光技术的应用和发展激光技术是一种高度精密和先进的技术,它有着广泛的应用领域,包括医学、军事、工业、交通、通信等。
随着现代科技的不断发展,激光技术将在未来的发展中起到越来越重要的作用。
一、医学领域的应用激光技术在医学领域的应用十分广泛,特别是在外科和皮肤病治疗方面。
其中,激光手术是一种越来越常见的治疗方法,它可以精确地切割和焊接组织,以及照射凝血。
激光治疗还可以用于治疗肿瘤、血管畸形、静脉曲张、近视等疾病。
同时,激光技术也可用于加速皮肤的衰老和色素沉着,可以对皮肤进行磨削,轻度激光治疗可以使皮肤表面上的色素沉着减少,从而使皮肤颜色更均匀、光滑。
二、军事领域的应用激光技术在军事领域的应用主要是用于武器系统和探测系统。
激光器可以在低空进行目标探测和跟踪,可迅速锁定目标,精准打击。
激光导弹也可以在恶劣的天气条件下进行有效打击。
另外,激光干扰器可以用于干扰对敌电子设备的信号,是一种有效的军事干扰措施。
激光技术在军事领域的应用,能够提高作战效率和战略威慑力,确保国家和人民的战略安全。
三、工业领域的应用激光技术在工业领域的应用也非常广泛。
激光加工可以实现各种形状的材料切割和切割加工,可以加工出精密的工件,用于汽车、军工、机械制造等领域。
激光焊接可以实现零接缝、高效率、可重复性的高精度焊接,广泛应用于3C电子、电器、航空、军工等领域。
激光打标、激光清洗等技术也受到广泛的应用。
四、交通、通信领域的应用激光技术在交通、通信领域的应用是十分广泛的。
激光雷达技术是现代车辆自动驾驶技术的重要基础,它可以实时掌控车辆周围环境,对障碍物进行识别和跟踪,以实现自动驾驶。
激光通信技术是目前互联网带宽扩充的重要方法,它可以使数据传输速率快上百倍,提高数据传输效率。
五、激光技术未来的发展激光技术在现代社会中的应用越来越广泛和深入。
未来,随着激光技术不断的发展和创新,大有可为。
在工业制造领域,激光技术将被广泛应用于管道、太阳能、汽车、飞机制造等领域,为各行各业提供强有力的支持。
激光技术的军事应用
激光技术的军事应用激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门高新技术,经过40多年的发展,从机理原理,实验手段到制造工艺都已逐步成熟,受到各大军事强国的重视,未来有望成为军事技术最活跃的一个领域。
激光的重要特点如下:高亮度。
强激光的亮度比太阳表面亮度高出百亿倍,这样的高亮度是普通光源无法比拟的。
方向性强。
激光发射的几乎是一束理想的平行光,它可以传播很远而极少发散,一束激光在20公里的距离上,几乎不发散,激光射向月球,光斑也不到2公里。
人们正是利用这一特点,准确地测出月球与地球间的距离(384000公里)。
单色性好。
颜色的不同,本质上是光的波长不同,普通光源的波长有一个范围,人眼所能感觉的波长是3800~7600埃,而激光的波长范围很窄。
激光可比一般单色光源频谱窄上万倍至千万倍,是当今世界上最好的单色光源。
相干性好。
激光几乎是理想的单色光,是很好的相干光。
而各种自然光和人造光在空间和时间上是杂乱的,互不相干的非相干光。
由于激光具有上述特点,激光技术在军事领域得到广泛的应用。
其主要应用有:激光武器激光武器用于杀伤敌重武器装备时,需要较高的能量,通常称为高能激光武器或称激光炮。
目前美国已研制出机载和车载激光炮。
激光炮的威力强大,命中率极高。
由于强激光束具有很强的烧蚀作用、幅射作用和激光效应,因而对武器装备具有很大的破坏力。
激光武器可以破坏制导系统、引爆弹头和毁坏壳体、拦击制导炸弹、炮弹、导弹、卫星、飞机、巡航导弹和破坏雷达、通信系统等。
激光摧毁卫星可由地面、空中和空间进行。
目前一个激光器的能量还无法将高轨卫星摧毁,但能用几个激光器同时对准1颗卫星进行攻击将其摧毁。
空间激光反卫星是将激光器装在卫星或航天飞机上,攻击对方的卫星;空中激光反卫星是将激光器装在飞机上攻击卫星,它可克服地面发射激光攻击卫星的许多缺点,但不如航天器攻击卫星那么理想,因航天器比飞机平稳,没气流和飞行振动的干扰,激光的能量可充分发挥。
激光在军事中的应用
激光在军事中的应用激光是20世纪以来,继原子能、计算机、半导体之后,人类的又一重大发明,被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。
它的亮度是太阳亮度的100亿倍。
它的原理早在 1916 年已被著名的美国物理学家爱因斯坦发现,但直到 1960 年激光才被首次成功制造。
激光是在有理论准备和生产实践迫切需要的背景下应运而生的,它一问世,就获得了异乎寻常的飞快发展,激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生,而且导致整个一门新兴产业的出现。
激光经过40多年的发展,从机理到原理,实验手段到制造工艺都已逐步成熟。
由于激光具有高亮度,强方向性,好的单色性,因此激光在军事领域得到广泛的应用。
其主要应用有以下几个方面:一、激光测距距离的测量,是军队最感兴趣的一个项目,因为枪炮射击、侦查等都需要精确地距离数据。
激光一出现,各种军用激光测距仪也相继发展起来。
事实也证明,激光测距与坦克、大炮相结合构成的火控系统,首发命中率大大提高,已成为军队必备的武器装备,被誉为常规武器的威力倍增器。
1.激光测距的优点(1)激光测距精度高。
(2)测距仪体积小重量轻。
(3)分辨率高,抗干扰能力强。
2.激光测距的分类(1)脉冲测距法。
测距精度大多为米的量级,是在军事及工程测量中精度要求不高的场合使用。
(2)相位测距法。
通过测量连续激光的调制波在待测距离上往返传播所发生的相位变化,间接测量时间,打到距离测量的目的。
这种方法测量精度高,通常在毫米量级,因而在大地、工程和体育测量中得到了广泛应用。
(3)干涉测距法。
也是一种相位测距,但不是通过测量激光调制信号的相位来测定距离,而是通过测量激光光比本身的干涉条纹变化来测定距离,所以距离分辨率可达到半个激光波长,通常达到微米量级。
二、激光雷达激光雷达是激光技术与现代光电探测技术结合的先进探测方式。
由发射系统、接收系统、信息处理等部分组成。
发射系统是各种形式的激光器,如二氧化碳激光器、掺钕钇铝石榴石激光器、半导体激光器及波长可调谐的固体激光器以及光学扩束单元等组成;接收系统采用望远镜和各种形式的光电探测器,如光电倍增管、半导体光电二极管、雪崩光电二极管、红外和可见光多元探测器件等组合。
激光技术的军事应用
激光技术的军事应用发布时间:2022-09-14T10:58:34.843Z 来源:《中国科技信息》2022年第9期5月作者:孟海鸿1、杨凯2 [导读] 激光技术在工业、军事、通信孟海鸿1、杨凯2陆军装甲兵学院士官学校,吉林长春,130031摘要:激光技术在工业、军事、通信、医学和科学研究等诸多领域都得到了广泛的应用。
本文初步介绍在激光技术军事领域的应用如激光测距、激光制导、激光目标指示、激光通信、激光武器等。
关键词:激光激光测距激光制导1.激光测距技术激光测距仪器在战场和多种装备上广泛应用,对军队的作战和训练产生了革命性的影响。
针对常规弹药的发射,目标距离准确测定是影响武器首发命中率的重要因素。
在激光测距机出现以前,坦克炮、地炮、高炮和舰炮通常用光学测距机测距。
其测距精度随距离而变化,测程越远,精度越差,并且仪器的体积受基线长短的限制,操作也较复杂。
而激光测距的突出优点是测距精度高,并且与测程的远近无关。
此外,仪器体积小,测距迅速,距离数据可以数字显示,实时输出目标距离信息,操作简单,训练容易,特别适用于数字信息处理。
激光测距具有波束窄,角分辨力高,抗干扰能力强,以及天线尺寸小和重量轻等优点。
因此,激光测距机一出现很快就代替了光学测距机,成为战场测距的主要仪器,并且已成为数字式火控系统目前较为理想的一种距离传感器,激光测距机目前主要装在火炮、坦克、飞机、军舰上,配合火控系统测定目标距离,提高系统的自动化程度和射击精度,它能够大大缩短射击准备时间、提高首发命中率。
根据路程与时间、速度的关系可以计算距离。
激光测距仪就是根据这个基本原理进行测距的。
光在空气中的传播速度每秒300000km,只要知道了它传播的时间,就可以把传播的距离计算出来。
激光测距仪,是通过计算从激光器发出激光和激光测距仪器接收从目标反射回来的激光,两者间隔时间,来进行计算距离的,在脉冲激光测距机中,时间是通过计数器计算从激光光脉冲发射出去开始,到从目标返回到接收机期间,进入计数器的时标脉冲个数来测量的,因时标脉冲的周期是不变的常数,因此,只需要计算脉冲个数就可以完成计时工作。
激光在军事上的应用
原理
• 脉冲激光测距是利用激光脉冲持续时间极短,能量在时间上相对集中, 瞬时功率很大(一般可达兆瓦)的特点,在有合作目标的情况下,脉冲激 光测距可以达到极远的测程;在进行几公里的近程测距时,如果精度要 求不高,即使不使用合作目标,只是利用被测目标对脉冲激光的漫反射 索取的反射信号,也可以进行测距。一个典型的脉冲飞行时间激光测 距系统通常有以下五个部分组成:激光发射单元,一个或两个接受通道, 时刻鉴别单元,时间间隔测量单元和处理控制单元。激光发射单元在 t0 时刻发射一激光脉冲,其中一小部分功率直接进入接收通道1,经时 刻鉴别单元产生起始(START)信号,开始时间间隔测量;其余功率从发 射天线向目标发射出去,经距离R 到达目标后被反射;接受通道2 的光 电探测器接受到返回脉冲,经放大后到达时刻鉴别单元,产生一终止 (STOP)信号,终止时间间隔测量;时间间隔测量单元把所测得的结果t 输出到处理控制单元,最后得到距离R=ct/2。
• 激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确 打击、不受电磁干扰等优点,但也存在易受天气和 环境影响等弱点。激光武器主要指高功率强激光武 器,它是一种利用激光束摧毁飞机、导弹、卫星等 目标或使之失效的定向能武器。按搭载的载体不同, 激光武器可分为:舰载式、车载式、机载式、地基 式、星载式(天基)激光武器系统。 • 激光武器的缺点是不能全天候作战,受限于大雾、 大雪、大雨,而且激光发射系统属精密光学系统, 在战场上的生存能力有待考验。
制导武器
•激光制导导弹 依靠激光进行制导的导弹,命中精度高,射程远。代表型号 海尔法激光反坦克导弹。(地狱火)
制导武器
•激光制导炸弹 依靠激光进行制导的炸弹,代表型号美国宝石路炸弹
未来激光制导武器发展方向
• 一是发展激光主动成像制导寻的器。主动寻的是各类制导 武器追求的目标,对激光制导导弹来说也不例外。 • 二是采用复合制导,不断提高导引头的抗干扰能力。在恶 劣的天气条件和严重的战场烟尘环境中,特别是要对付那 些“激光隐身”的目标,采用单一的激光制导体制往往难 以奏效。采用复合制导,并视气候条件或作战环境的不同 而采用不同的制导体制或更换不同制导体制的导引头,可 以大大提高对目标的探测能力和导引头的抗干扰能力。 • 三是向标准化、通用化、系列化、多功能方向发展,以便 实现导引头在不同型号导弹上的通用,以及导引头与不同 型号的激光目标指示器的相互匹配。
光电技术在军事领域的应用
光电技术在军事领域的应用近年来,随着科技的不断发展,光电技术在军事领域中的应用越来越广泛。
光电技术是一种基于激光、光电子、光学等原理的电子技术,其在军事领域的应用有着极其重要的作用。
一、光电技术在侦察中的应用光电技术在侦察中有着重要的作用。
采用光学、激光和红外线探测设备,可以清晰地探测出敌方设备、人员和车辆等,从而获取情报。
激光测距仪也可以准确计算出敌方位置,实现精确打击,并且可以减少误伤的可能性。
如在“湾岛危机”中,海军陆战队就用光电设备精确锁定并攻击敌舰。
二、光电技术在导航中的应用光电技术在导航中也有着广泛的应用。
采用激光制导、激光测量等技术,可以精确指引战斗机、导弹等精确打击目标,大大提高了打击的成功率。
同时,光电技术还可以用于地形探测和地图制作,为军队的行动提供了详细的信息。
三、光电技术在无人机中的应用随着无人机技术的发展,光电技术在无人机中的应用变得越来越广泛。
光学监视、激光制导等技术可以使无人机在侦察、打击等方面实现更高的精度。
光电技术还可以使无人机具备自主导航、飞行避障等功能,从而提高无人机的自主能力和作战效率。
四、光电技术在装备制造中的应用光电技术在装备制造中也有着广泛的应用。
采用光学设计和测量技术可以制造精度更高的光学设备,如瞄准镜、望远镜等。
激光切割、激光焊接等技术可以实现装备的更精细加工和更高的强度。
从而使装备在作战中更加可靠和有效。
综上所述,光电技术在军事领域中的应用已经非常广泛,其在侦察、导航、无人机、装备制造等方面都有着重要的作用。
随着科技的不断进步,光电技术也将在军事领域中扮演越来越重要的角色。
激光雷达在军事领域的应用
激光雷达在军事领域的应用激光雷达(Light Detection and Ranging,简称LiDAR)是一种利用激光束发送和接收返回光信号的测距技术。
近年来,激光雷达在军事领域得到广泛应用,并展现出了巨大的潜力。
本文将探讨激光雷达在军事领域的应用,并讨论其对战场信息获取、目标识别以及火力打击等方面的贡献。
首先,激光雷达在战场信息获取方面发挥了重要作用。
传统的雷达系统主要依靠电磁波来进行目标探测和定位,但在复杂地形环境中容易受到干扰。
相比之下,激光雷达能够利用高频激光束进行精确的测距和图像获取,使其在山地、森林等复杂地形中具备更强的适应能力。
通过激光雷达获取的地形数据,军事指挥部门可以更精确地掌握战场地形,为部队决策提供科学依据。
其次,激光雷达在目标识别方面有着独特优势。
激光雷达可以通过测量返回光波信号的时间和强度来确定目标的形状、尺寸和材质等特征,从而实现对目标的精确识别。
与传统雷达系统相比,激光雷达在目标识别的准确性和可靠性上有着明显优势。
例如,激光雷达可以在长距离上准确识别敌方装甲车辆的种类和型号,为火力打击提供指导。
此外,激光雷达还可以区分真实目标和虚假目标,减少战术误判,提升作战效能。
最后,激光雷达对于火力打击的辅助作用不可忽视。
激光雷达可以提供准确的目标坐标和尺寸信息,为火力打击指挥决策提供重要依据。
在联合作战中,激光雷达可以与目标激光指示器配合使用,实现与空中平台的精确通信,减少对地面通信设备的依赖性。
此外,由于激光雷达的高精确性和高分辨率,在目标指示和测量中具备较高的成功率,降低了火力打击的误伤风险,提高了打击的精确性和效果。
总之,激光雷达在军事领域的应用为军队提供了先进的信息获取、目标识别和火力打击手段。
通过激光雷达,军队可以更准确地了解战场情况,更精确地识别目标,并在火力打击中提供更可靠的支持。
然而,随着军事技术的发展,激光雷达也面临着对抗手段的挑战,例如光谱干扰和光学对抗等。
激光技术在军事上的应用
前苏联更超前于美国,曾先后进行过十八次反卫星实 验,1975年曾照瞎了美国位于印度洋上空一预警、通信 卫星,美提出强烈抗议,苏联说没有这回事,美只好 吃了一次哑吧亏。
90年代举世瞩目的“星球大战计划”中的定向能武 器就是一种高能激光武器,现转称为“美国国家导弹 防御计划”,仍在大力研究。
B 高能激光武器(激光炮)
利用高功能激光摧毁敌方卫星、导弹、飞机、 坦克等大型目标的武器。(现仍在研制阶段)
历史与现状:
1973年春,美军用激光炮一举 击落长4.57m时速482.8Km的飞行 靶机;
1976年以用激光炮击落两架飞行于 900m高空的高空无人架驶飞机;
1978年,美国陆军用激光炮在1--2Km内击 落正在高速飞行的“陶式”反坦克导弹,弹 头裂成碎片。
局限:
受天气影响,云雾、雨雪都有是 激光难以逾越的障碍。
A 低能激光武器(激光轻武器、单兵激光武器) a)激光手枪 第一支激光手枪是用红宝石激光器制成的
用途:可在几米内烧毁衣服、皮肤且无声 响。也 可使人在不知不觉中致盲,近距离内引爆,破坏 敌方夜视仪、测距仪等光电传感器。
b)激光枪
电
可在更远距离内使人致盲引爆。
在战场上。据称可破坏 2km外敌方光学传感器, 对人当然可起到致盲作 用。
美国洛克希德.桑德斯公司开发的 AN/PLQ--5激光对抗装置。在海湾战争中 亮相。
c) 激光致盲器
发射一较强激光, 烧坏敌人眼睛, 使之致盲的武器
呀!我的眼看 不见了!
激光致盲器是目前 真正进入实用阶段 的激光武器。
“魟鱼”激光致盲武器
1982年开始研制,1990 年1--3月在野外试验成 功,海湾战争中装配在
美军第七步兵师,参加
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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[2]。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。
2) 连续波激光测距 连续波激光测距机通常采用 相位法进行测距,其原理是首先 向目标发射一束经过调制的连续 波激光束,光束到达目标表面后 被反射,通过测量发射的调制激 光束与接收机接收的回波之间的 相位差,可算出目标与测距机之 间的距离。连续波激光测距机的 测距 精 度 高,可 达 到 2 mm。因 此,连续波激光测距机大多用来 对合作目标进行较为精确的测 量,如用作自动目标跟踪系统中 的精密距离跟踪( 如对导弹飞行 初始段的测距和跟踪) 、大地测 量等。 2. 1. 2 激光雷达 激光雷达是以发射激光束探 测目标的位置、速度等特征量的 的探测系统[2]。向目标发射探测 信号( 激光束) ,然后将接收到的 从目标反射回来的信号( 目标回 波) 与发射信号进行比较,做适 当处理后,就可获得目标的有关 信息,如目标距离、方位、高度、 速度、姿 态,甚 至 形 状 等 参 数, 从而对飞机、导弹等目标进行探 测、跟踪和识别。 1) 激光雷达的特点 激光雷达由于使用的是激光 束,工作 频 率 较 微 波 高 了 许 多, 因此,带 来 了 很 多 特 点,主 要 有: 分辨率高: 激光雷达可以获 得极高的角度、距离和速度分辨 率。 通 常 角 分 辨 率 不 低 于 0. 1 mrad; 并 可 同 时 跟 踪 多 个 目 标; 距离分辨率可达 0. 1 m; 速度 分辨率能达到 10 m / s 以内。激光 雷达最适于远距离高分辨率成像。
激光制导的炸弹、炮弹和导 弹等以其命中精度高、抗干扰能 力强等优点,在精确制导武器中 占有重要地位。目前,激光制导 炸弹的命中精度已达 1 m 左右, 激光制导炮弹、激光制导导弹的 命中精度达到了 0. 3 ~ 0. 9 m。 2. 3 激光通信 ·66·
利用激 光 来 有 效 地 传 送 信 息,叫做激光通信,通常分为大 气通信和光导纤维通信[2]。
1) 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,若将中 等强度的激光束经过会聚,可在 焦点产生几千到几万度的高温。 2) 方向性好 激光发射后发散角非常小, 激光射出 20 km,光斑直径只有 20 ~ 30 cm, 激 光 照 射 到 380 000 km远的月球上,其光斑 直径还不到 2 km。 3) 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
本文 2012-08-29 收到,作者系广西现代职业技术学院讲师
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飞航导弹 2013 年第 3 期
控制与制导
的办法,使热核聚变按照需要缓 慢而均匀地进行,连续地将聚变 能量转换为热能和电能,建成热 核动力反应堆和热核电站,是激 光技术和核技术联合开发研究的 热点; 由于激光有方向性强,单 色性好,亮度高,相干性好等特 性,其 在 军 事 上 的 应 用 十 分 广 泛。本文简单介绍激光技术在几 个领域的应用。 2. 1 激光侦察与测量
激光侦察与测量就是利用激 光的特性制造出激光的侦察与测 量仪器。例如激光测距仪、激光 雷达、激光卫星。 2. 1. 1 激光测距
激光 测 距 具 有 远、准、快、 抗干 扰、无 盲 区 等 优 点[2]。目 前,激光 测 距 机 的 种 类 繁 多,功 能千差万别,但从工作方式上看 不外两种: 脉冲激光测距和连续 波激光测距。
隐蔽性好、抗有源干扰能力 强: 激 光 直 线 传 播、方 向 性 好、 光束非常窄,只有在其传播路径 上才能接收到,因此,敌方截获 非常困难,且激光雷达的发射系 统( 发射望远镜) 口径很小,可接 收区域窄,有意发射的激光干扰 信号进入接收机的概率极低; 另 外,自然界中能对激光雷达起干 扰作用的信号源不多,因此,激 光雷达抗有源干扰的能力很强, 适于工作在日益复杂和激烈的信 息来。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。
4) 相干性好 由于光由相同的光子组成, 所以相干性好,能像无线电波那 样进行调制,用来传递信息。
2 激光技术的军事应用 能产生激光的装置称为激光
器。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[3]。 1963 年 7 月,中国的科学家也制 造出激光器[3]。激光一问世,就 获得了异乎寻常的快速发展,应 用极为广泛: 首先,激光技术将 与电子技术更加紧密地结合,大 大提高信息的探测、传输和处理 能力、成为信息技术的支柱; 其 次,激光技术与核技术紧密结合 的开发研究是解决人类能源危机 的重要途径,利用高功率激光照 射聚 变 燃 料,使 之 发 生 聚 变 反 应,并找出能人为控制反应速度
关键词 激光技术 激光测 量 激光制导 激光通信 激 光武器
引言 激光技术是 20 世纪 60 年代
初发展起来的,以原子理论、量 子理论、光学技术和电子技术为 基础的一门高新技术,目前激光 技术已经被推广应用于农业、工 业、医 疗、科 学 研 究、军 用 武 器 及航天技 术 等 多 个 领 域,带 来 了 巨大的效益。本文根据激光的特 点对其在通信及军事方面的应用 进行了简单讨论。
1) 大气通信 大气 通 信 可 传 输 语 言、文 字、数 据、图 像 等 信 息。它 具 有 通信容量大、不受电磁干扰、保 密性强、设备轻便、机动性好等 优点,但使用光学收发天线相互 对准 困 难,通 信 距 离 限 于 视 距 ( 数公里至数十公里范围) ,易受 气候影响,在恶劣气候条件下甚 至会造成通信中断。大气通信可 用于 江 河 湖 泊、边 防、海 岛、高 山峡谷等地的通信; 还可用于微 波通信或同轴电缆通信中断抢修 时 的 临 时 顶 替 设 备。 波 长 为 0. 5 m附近的蓝绿激光可用于水 下通信或对潜艇通信。大气层外 的激光通信称为空间激光通信, 此传输损耗小,传输距离远,通 信质 量 高。主 要 用 于 卫 星 间 通 信。 2) 光导纤维通信 载有信号的激光束通过光导 纤维传至对方,光导纤维由芯和皮 两层构成,它们是折射率不同的两 种材料。如果光纤的弯曲程度不是 很大,且光线以允许的角度射入光 纤,则当光线与芯、皮的交界面相 遇时,在交界面处将发生像镜面一 样的全反射,而不会从光纤的侧面 漏出,即光线在光纤中曲折前进, 所以,光导纤维能够导光,进行通 信。光导纤维通信在军事上主要用 于远距离的战术通信系统,中短矩 离的局部通信系统和空中布缆,以 及在飞机、舰艇、雷达、导弹、卫 星等军事装备与军事设备和设施 内部的短距信息传递和通信联络
低空探测性能好: 对于激光 雷达来说,只有被照射的目标才会 产生反射,完全不存在地物回波的 影响,因此,可以“零高度”工作。
2) 激光雷达的用途 激光雷达可用于海陆空等环 境,军事上也有越来越广泛的应 用。 陆用激光雷达可用于生化战 剂的探测与防范。传统的探测方 法,主要 由 士 兵 携 带 探 测 装 置, 边走 边 测,速 度 慢、功 效 低,并 易中毒,而利用激光雷达探测系 统,可实时地远距探测,并确定 毒剂 气 溶 胶 云 的 斜 距、中 心 厚 度、中心角坐标以及毒剂相关参 数等,及时通过有线、无线技术 向部队控制系统报警,以采取相 应的防毒措施。 空用激光雷达可解决诸如飞 机尤其是直升机在低空巡逻飞行 时,极易与地面小山或建筑物相 撞的大难题。在直升机上,使用 固体激光二极管发射机和旋转全 息扫描器,可探测直升机前方很 宽的空域,地面障碍物信息可实 时显示在机载平视显示器或头盔
等。 2. 4 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 和辐射效应[2]。
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。激光武器具 有如下特点:
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控制与制导
显示器上,保障了飞行员的安全 飞行。
激光雷达也被广泛应用于海 洋科学研究,如浅海水深、海洋 叶绿素浓度、海表油污、海洋污 染以及海浪特征等测量研究。在 应用中,一 般 是 发 射 单 色 激 光, 根据不同探测机制接收不同的返 回光,从而获取海洋信息。 2. 1. 3 激光卫星( 侦察)
1 激光的产生和特点 激光是利用光能、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,即当原子 处于某一激发态时,由于受入射 光子的 作 用,会 向 低 能 级 跃 迁, 跃迁过程中发出的光子在频率、 发射方向、相位和偏振方向等特 性上都跟入射光子完全一样。这 样,由于引起受激辐射,一个入 射光子就产生出两个光子,这两 个光子又会产生四个光子,以此 类推,就产生了越来越多的性能 相同的光子,使光得到加速,这 就是 激 光[1]。激 光 具 有 四 个 特 点: [1]