激光在军事武器中的应用研究
激光在军事中的运用——高能激光武器毁伤原理与防护
2力学破坏 当目标受到激光照射、表面蒸汽向外 喷射时,会对目标产生反冲作用,于 是在目标内部形成激波。激波传播到 目标的背面,还会产生强大的反射。 这样照射目标外表面的激光与背面的 激波对目标形成前后夹
击,使目标变形破裂,受高能激光辐 射的目标的表面材料即使没有被烧蚀 摧毁,也会因为受力学破坏而严重影 响其技术性能甚至失效。
1热作用破坏:
如果激光功率密度足够高,吸收激光能量的材料就 可能经历一系列过程达到汽化,当激光强度超过汽 化阈值时,激光照射将使目标材料持续汽化,这个 过程称作激光热烧蚀。汽化很强烈时,将发生材料 蒸汽高速喷出时把部分凝聚态颗粒或液滴一起冲刷 出去的现象,从而在材料上造成凹坑甚至穿孔。导 弹、飞机和卫星的壳体材料一般都是熔点在1 500℃ 左右的金属材料,功率2~3MW的强激光只要在其 表面某固定部位辐照3~5s,就容易被烧蚀熔融、汽 化,使内部的燃料燃烧爆炸。
提高损伤阈值。激光后处理技术是把光学材料经低于激光损伤 阈值的激光照射后激光损伤阈值可提高2~3倍的新技术。激 光后处理的激光照射方式有两种:一是用同一强度的激光多次 照射;二是用光强随时间逐渐上升的激光多次照射,此种激光 后处理方式激光损伤阈值提高得多一些。
从其他角度考虑,美国设计出了一种"眼睑",可每秒开关 4000次。"眼睑"由一片薄玻璃制成,上面覆盖两个由氧化 铟和锡制造的透明电极,电极间有一个像铰链似的不透明电极, 通过在两个电极间加上电压,在静电引力作用下,不透明电极 下拉,使"眼睑"关闭,加上相反电压,使"眼睑"打开,以此来 防止激光对卫星的致盲。此种方法对连续激光辐照防护有效, 但如果有脉冲激光辐照时,由于其具有作用时间短、功率密度 高的特点,机械快门将会防护失效,此时要求探测器表面的抗 激光物理性能优越。
光电子技术在军事装备中的应用研究
光电子技术在军事装备中的应用研究军事装备一直是国家安全的重中之重,而现在的军事装备和以往不同,它不仅强调有着强大的杀伤力和防御能力,还必须具有多样化的作战能力和效率,这就需要新技术的应用不断推陈出新。
光电子技术是一门新兴技术,主要包括光电传感器、激光雷达、光纤通讯、红外成像等技术。
光电子技术在军事装备中的应用获得了极大的成功,其优势和潜力显得越来越重要,在本文中我们将探讨光电子技术在军事装备的应用和研究进展。
一、光电传感器的应用光电传感器是一种主要用于探测光谱和强度变化的器件,根据光电物理原理,将可见光或红外光转化为电信号,使其成为实验室和工业中最重要的探测、测量、分析设备,同时也可应用于军事装备当中的侦查、监测和情报界信息收集等许多方面。
近年来,精密光电传感器的出现给军事技术的发展带来了深远的变革,其低误差特性和更高的分辨率能够帮助士兵更好地掌握当前战场的形势,实现战场管理、指挥和对抗等目标。
二、激光雷达的应用激光雷达是光电子技术中的一种重要技术,它是利用激光器发射激光束,以光的速度在空气中传播,同时检测反射的光,来对地形、建筑等进行三维测绘、探测和跟踪。
现在,激光雷达在军事装备的应用主要分为持续波雷达和脉冲激光雷达两种。
其中,持续波雷达主要用于测量距离和速度,配合火力控制和导弹跟踪;而脉冲激光雷达则可以在敌他双方进行隐蔽射击时,利用黄金一秒时间战胜敌人。
激光雷达的应用不仅可以提高军事装备在枪械、导弹等方面的性能,也可以促进战场上的火力投放等精确管理。
三、光纤通讯的应用光纤通讯是一种现代传输信息技术,将信息通过光信号、光传输纤维和光电变换器等进行传递与接收,其主要特点是传输速度很快且清晰无误,目前已经广泛应用于军事装备中的通信系统和指挥系统等。
通过光纤通讯系统,士兵之间的互动、指挥的判断和决策大大加速,使得作战效率得到显著提高,同时还能大大降低作战和业务系统中的通信错误率及误差,加强了信息的保密性和防范性。
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
4)激光侦察
“室内讲话,墙外有耳”
二、激光通信
以激光作为载波传递信息的一种通信方式。 1)大气激光通信 构造: 接收机 发射机 Laser
大气传输
发射望远镜 接收望远镜 光电转换器
调制器
放大器
放大器
解调器
发话器
受话器
优点:结构简单,通信轻便。保密性好,抗干 扰能力强。 缺点:在大气中传输,激光衰减严重,天气影响 大,且只能直线传播,通信受到限制。
2)激光雷达
激光雷达:采用类似于激光测距机的原理与构造研制,是一种工作 在从红外到紫外光谱段的探测系统。 工作原理:激光雷达最基本的工作原理与无线电雷达没有区别,即 由雷达发射系统发送一个信号,经目标反射后被接收系 统收集,通过测量反射光的运行时间而确定目标的距离。 至于目标的径向速度,可以由反射光的多普勒频移来确 定,也可以测量两个或多个距离,并计算其变化率而求 得速度。 特点:光波频率高、波束窄 优点:测量精度高; 测角速精度,理论上CO2激光雷达比微波雷达 高一亿倍以上,现在已做到高1000~10000倍。 分辩率高; CO2激光雷达分辨率可达厘米甚至毫米级,比 微波雷达高近 100 倍; 体积小、重量轻、机动性能好。 缺点:受天气影响,不能全天候工作。
激光雷达的应用
生化战高手:陆用激光雷达
俄罗斯研制成功的KDKhr―1N远距离 地面激光毒气报警系统。 德国军方也研制出更加先进的 “VTB———1型 ”遥测激光雷达。 飞行防撞高手:空用激光雷达 美国率先研制的直升机超低空飞行“障碍规避雷达” 随之,德国研制成功的“Hellas ”激光雷达更胜一筹 法国和英国合研的吊舱载“CLARA”激光雷达 捕获水下目标高手:海用激光雷达 美国诺斯罗普公司研制的“ALARMS”机 载水雷探测激光雷达
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。
激光技术在海军的运用研究
激光技术在海军的运用研究摘要:激光实为二十世纪一项重大发明,由于其具有集束性、强度强、频宽窄及同调性,使激光成为一项深具发展潜力之技术。
本文针对激光的特性,配合其它国家在激光科技上之发展,以本军现阶段的需求考虑,分成:攻击武器上之运用、惯性导引之应用、船模的流力实验之应用三方面,提供其可行性之参考。
一、前言在本刊第32卷第8期中个人所撰写之「激光及其国防上之用途」一文曾对于激光作一广泛性之介绍,并对于国防用途上曾经使用激光之相关设备与成效作一说明,个人进一步考虑激光的特性及其相关的应用技术,在本军之战备整备上可能之用途,提出下列建议以供参考。
二、攻击武器上之运用就其攻击能力及用途而言依激光功率可分为低能激光武器及高能激光武器。
低能激光武器已应用于杀伤人员、破坏侦察装备及光学器材,虽然它的激光功率不高,但已足以使人员失明、受伤、死亡或衣物起火而丧失战斗能力,同时亦可使夜视仪等光学器材失效。
而应用于人员致盲的用途上,亦有多项实战成果。
英国海军于1981年开始在舰艇上装载激光眩目武器,并于1982年的英阿福克兰群岛战役中发挥功效,使阿国空军的4B、A-4、MB339A飞机于接近英舰执行轰炸时,被激光眩目武器照射后造成飞机墬海,或因闪避而被己方炮火误中。
而前苏联海军舰艇也装载不少类似仪器,1987年于太平洋上曾对跟踪其舰队之美军飞机照射,使飞行员眩目而逃。
就高能激光武器而言,由于其功率较高,杀伤力更大,可用于攻击飞机、飞弹、坦克,甚至于可击落人造卫星。
1976年,美国陆军利用车载激光武器击落一架飞行高度约914米的飞行靶机,同年10月又击落了两架飞行高度约900米之无人架驶的直升机靶机。
又如美国空军于1983年曾利用激光二氧化碳击落响尾蛇飞弹,同年9月于模拟战机低空攻击军舰时,利用激光武器击落三架飞行靶机。
而利用激光武器攻击导弹及人造卫星的实验也达到相当的成效。
1978年美国陆军利用激光武器在1-2公里的距离内,击中飞行中的反坦克飞弹,使其裂成碎片。
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。
激光在军事当中的应用
激光技术的军事应用武器: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。
高亮度,方向性强,单色性好。
相干性好。
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。
激光武器用于杀伤敌方人员和破坏某些仪器设备时,所需发射的能量一般要求不高,称为低能激光武器,它主要使敌方人员致盲和使某些光电测量仪器的光敏元件受到破坏甚至失效,或可用来在城市、森林大面积点火。
据报导,脉冲功率100兆焦的激光,可使500米处人眼的玻璃体溢血,在2公里处可烧坏视网膜。
目前已研制出激光致盲武器,可使500米处的人永久失明,使2公里处的人暂时失明。
在反坦克、反潜艇中,激光致盲武器也有很大发展潜力,坦克和潜艇的活动离不开潜望镜,因此对准潜望镜入口发射激光,就会把在用潜望镜观看外部情况的指挥员、驾驶员的眼睛损伤,坦克和潜艇也就失去作战能力。
侦察卫星靠装在其中的各种光电传感器侦察地面目标,如果用激光束照射其中的光电传感器也会使侦察卫星变为“瞎子”。
近代战争中的激光武器与电磁炮
近代战争中的激光武器与电磁炮近代战争中,科技的快速发展为战争方式带来了革命性变革。
激光武器与电磁炮作为新兴的战争装备,在现代战争中发挥了重要的作用。
本文将就近代战争中的激光武器与电磁炮进行综合分析,探讨其应用及影响。
一、激光武器在近代战争中的应用激光武器是一种利用激光技术发射光束以实现破坏敌方目标的武器。
近年来,激光武器在军事领域获得了广泛的应用,并在现代战争中展现了其独特的优势。
激光武器具有高精度、高速度的特点,能够准确打击敌方目标,提高作战效果。
例如,激光导引武器可以通过激光束跟踪目标,实现精确打击,使打击效果更加准确可靠。
此外,激光武器还具备高效能、高可靠性的特点,无需弹药消耗,大大减轻了后勤保障的压力。
激光武器的使用更加环保,避免了传统武器所带来的环境污染问题。
然而,激光武器也存在一些问题。
首先,激光武器的使用受到气候条件的限制,如雨、雾等天气会影响激光束的传输。
其次,激光武器的作用距离相对较短,仅限于近距离战斗,对于远距离作战的需求暂时无法满足。
此外,激光武器的研发和制造成本较高,限制了其在大规模装备中的应用。
二、电磁炮在近代战争中的应用电磁炮是利用电磁力加速弹丸,以高速度打击目标的武器。
电磁炮凭借其强大的打击力和高速度,在现代战争中得到广泛应用,并且逐渐取代了传统的火炮。
电磁炮的主要优势在于其射程远、杀伤力大,且射速快,能够快速实施打击。
通过弹丸的高速抛射以及电磁力的加速,电磁炮具备强大的穿甲能力,能够有效击毁敌方装甲目标。
与传统火炮相比,电磁炮的射程更远,打击精度更高。
此外,电磁炮使用电力作为动力源,相较于传统火炮的燃料消耗更加环保。
然而,电磁炮也存在一些问题。
首先,电磁炮的制造和维护成本较高,需要庞大的能源供应和精密的制造工艺。
其次,电磁炮的使用受到电力供应限制,需要大量电力支持,因此在野外战斗中可能会存在供电不足的问题。
此外,电磁炮由于体积庞大,对于平台和弹药的适配要求极高,限制了其在一些复杂地形条件下的应用。
激光制造技术在军事工业中的应用
激光制造技术在军事工业中的应用随着科技不断的发展,激光技术在军事工业中得到越来越广泛的应用。
在军事领域中,激光制造技术具有很高的价值,不仅可以提高军事装备的性能,还可以改变战争的形态,提高作战效率。
本文将从原理、优点和应用方面探讨激光制造技术在军事工业中的应用。
激光制造技术的原理激光制造技术是一种高精度、高效率的制造技术。
激光是一种高能量、高稳定性、具有高单色性的电磁波。
利用激光激发原子或分子,产生强烈的光化学反应,激光束达到工件表面后,与材料作用产生热量,使材料融化、汽化或熔化,从而实现材料加工。
激光加工技术可以实现全自动化的加工,具有高效、高精、高质的特点。
激光制造技术的优点相比较于传统的军事制造技术,激光制造技术具有独特的优势。
其中,最大的优点是高质、高精度。
激光可以实现更高的加工精度和质量,可以实现微米级的加工。
激光加工还可以实现无损加工,材料不受热影响、没有氧化、没有变形,这对于制造精密部件来说非常有利。
此外,激光制造技术的加工速度快,生产效率高,可以大幅度提高军事装备的制造速度。
同时,激光组织可以对复杂形状进行精确加工,具有材料选择范围广泛的特点,可与各种材料组合,不受其物理力学性能影响。
因此,激光制造技术成为军事制造技术的热门领域。
激光制造技术在军事工业中应用广泛。
在军事制造过程中,激光技术经常被用于制造各种部件。
其中,火控部件、弹道部件、导航部件、制导器、导弹发射器、雷达硬件、武器配件、高能激光武器等都需要激光制造技术。
在航空航天领域,激光切割技术可以用于制造飞机燃烧室,在火箭制造领域,激光冲击波等技术可以用于制造火箭外壳、减震器等部件。
在飞机制造领域,激光协调技术可以用于加工飞机外壳,提高飞机外壳的精度和质量。
在兵器领域,激光加工技术可以用于加工枪管、制造手榴弹、制造弹壳等。
此外,激光制造技术在军用材料制造中也有广泛的应用。
例如,现在采用的一些军用材料如钛合金、镍合金、陶瓷等,都可以用激光加工技术进行加工。
浅谈激光技术的军事应用
浅谈激光技术的军事应用作者:李冬妹来源:《文存阅刊》2020年第19期摘要:本文通过激光知识在军事中的应用实例,解释基础理论在军事技术发展过程中所发挥的作用。
用通俗易懂的语言对激光知识及其在军事方面的应用进行了科普性的阐释。
关键词:受激輻射;光放大;激光器;军事;武器正如恩格斯所说,一旦将科学技术发展用于军事技术上,会引起作战方式的变革。
激光技术的发展不但为国防上提供了更为先进的武器装备,更重要的是引起军事思想的深刻变革。
一、激光及其产生爱因斯坦将光和原子相互作用归结为三个基本过程,自发辐射、受激吸收、受激辐射。
普通光源发光是自发辐射。
原子吸收了外界的能量后从低能态跃迁到高能态,正所谓平平淡淡才是真,脚踏实地的感觉是最好的,高能态是不稳定的,因此一瞬间就会自发地跃迁到低能态上,同时把能量以光的形式释放出来(发射光子)。
激光的发光机理和普通光源不同,是受激辐射。
在自发辐射前,原子受到能量为两个能级能量差的外来光子的刺激作用就可能从高能态跃迁到低能态,同时发射一个和外来光子完全一样的光子,就如同克隆一样,这就是受激辐射的过程。
激光发射原理的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的特点:单色性好、相干性好、方向性好、能量集中。
(1)单色性好光的颜色是由频率或波长决定的,颜色不同本质上是波长或频率不同。
波长或频率范围越小,颜色越纯,单色性越强。
激光频率或波长范围很小,成为世界上最好的单色光。
(2)相干性好普通光满足一定条件才会发生干涉现象,产生激光的过程决定了激光容易发生干涉现象。
全息照相就是利用这一特点。
(3)方向性好普通光射向四面八方,根本谈不上方向性。
普通光方向性最好的要数探照灯了,假定光强足够大,照到月球上光斑6000公里以上。
激光从地球传播到月球,光斑不过两公里。
人们利用这一特点准确地测出了地球到月球的距离。
(4)亮度高激光亮度比太阳高出百亿倍,这样高的亮度是普通光无法比拟的。
激光是现代最亮的光源,迄今为止,唯有氢弹爆炸瞬间的强烈闪光才能与之相比。
激光原理及在军事上的应用(三)
1、低能激光武器(激光轻武器、单兵激光武器) 、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、 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, 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。 破坏敌方夜视仪、测距仪等光电传感器。 B)激光枪 )
魟鱼( 魟鱼(Stingray)系统 ) 美国洛克希德.桑德斯公司 美国洛克希德 桑德斯公司 开发的AN/PLQ--5激光对 开发的 激光对 抗装置。 抗装置。也是一种致盲兼 软杀伤武器
高 能 谢谢大家! 谢谢大家! 激 光 束 激光器
聚焦、 聚焦、光学 跟踪系统
激光束 目标探测器 升降机
发散角0.01毫弧 毫弧 发散角 跟踪精度1’’ 度,跟踪精度 发射望远镜直径 1m。安装在 米 。安装在15米 高的望远镜上。 高的望远镜上。
据称可破坏10公 据称可破坏 公 激光排 激光燃料箱 里外的低空直升 气/热 热 飞机的蒙皮和20 飞机的蒙皮和 公里远的红外制 导导弹和光学传 前西德高能激光防空坦克 前西德高能激光防空坦克 感器 可以预期: 世纪的战场将是 世纪的战场将是“ 可以预期:21世纪的战场将是“光”与“箭”的战场
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。
军事训练中激光模拟射击技术的重要性分析-军事训练论文-军事论文
军事训练中激光模拟射击技术的重要性分析-军事训练论文-军事论文——文章均为WORD文档,下载后可直接编辑使用亦可打印——摘要:如今, 随着微电子技术的快速发展, 在各个领域中开始得到越来越广泛的应用。
尤其是激光模拟射击技术, 其开始被应用到军事训练之中, 其不仅可以进行多种武器的模拟射击训练, 而且还能够以多种形式来呈现射击训练结果, 以更好地满足军事训练发展需求。
本文将会对激光模拟射击技术原理、重要性及在国内外的发展现状给予介绍, 并探究在军事训练中激光模拟射击技术的应用效果。
关键词:激光模拟射击技术; 军事训练; 现状; 应用效果;在军事领域中, 激光技术不仅在激光制导武器、激光武器、激光致盲武器中得到了广泛的应用, 而且在日常军事训练中也得到了广泛的应用, 常见的就是激光模拟射击技术。
由于传统的实弹射击训练具有非常高的危险系数, 要对整个靶场的设置、枪械弹药配置、射击指挥等内容进行全面、系统的组织, 而且对天气依赖较高, 从而增加了具体实施的难度。
与传统的实弹射击训练相比, 激光模拟射击技术既可以满足实弹射击训练的效果, 而且还可以对射击训练的结果给予直观化、多元化的呈现, 更好的提高们的实战水平, 使他们更好的满足军属发展需求。
1. 激光模拟射击技术原理通常情况下, 激光模拟射击技术主要是借助激光束替来实弹进行射击训练, 从而达到预期的射击训练效果。
在激光模拟射击技术刚刚发展的时候, 其只具有瞄准训练的功能, 但是随着激光技术的不断发展, 借助激光模拟射击技术不仅能够对真实的射击环境和效果进行有效的模仿, 而且还可以推动训练过程朝着智能化、自动化、系统化的方向发展。
在激光模拟射击技术中, 模拟射击训练系统是激光模拟射击训练器材中比较重要的组成部分, 而模拟射击训练系统又是由激光发射器、电子信号处理器、激光信号检测器和电子显示输出器等部分组成。
士兵在进行射击训练过程中, 可以借助激光束来瞄准目标, 然后扣动扳机触发激光发射器, 这样就可以使激光光束平行地传输到所描述的目标。
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文献综述激光在军事武器中的应用研究2016年6月2日目录摘要 (1)1.绪论 (2)1.1引言 (2)1.2激光技术发展历程 (2)1.3激光技术在军事领域的应用的研究现状 (3)2.激光的基本特性 (4)2.1激光的概念 (4)2.2激光的特点 (4)2.3激光的产生 (5)3.激光技术在军事领域的应用 (6)3.1激光武器的分类 (6)3.2已装备的激光技术军事运用 (8)3.3激光武器的特点及局限 (12)展望 (13)参考文献 (14)激光在军事武器中的应用研究摘要随着人类文明和科技不断发展与进步,越来越多的科技被运用,许多技术被运用到军事领域上来,研制了许多的军事武器,高技术武器装备的研究更是带动了科技的不断进步,尤其是激光技术进步。
激光技术是人类20世纪60年代的重大科学技术成就之一,激光具有高亮度、高方向性、高单色性及相干性好的特点,尤其在现代军事的观测、监视、通信及武器系统方面的应用发挥了巨大作用。
现代军事侦察技术特别是卫星、遥感技术的发展,地球上空有千余颗各类侦察卫星和通信卫星,对世界各国进行着全方位、全频谱、全时、全维的侦察和探测。
激光技术用于军事,不仅可以提高现有常规武器的命中率,而且可为军队提供新型战术武器,从而大大增强军队在现代战争中的作战能力,其应用有激光雷达、激光测距、定向能激光武器、激光制导、激光通信、航空航天、电子对抗等方面,受到各大军事强国的重视,成为军事技术最活跃的一个领域。
关键词:激光技术,激光测量,激光通信,激光制导,激光武器1.绪论1.1引言随着高技术武器装备的问世并运用于局部战争,高技术局部战争便应运而生,并经历着由低级向高级的发展过程。
高技术局部战争以其鲜明的特征,标志着战争这个古老而又年轻的社会现象发展到了一个崭新的阶段。
第二次世界大战以来,由于霸权主义的争夺而导致的局部战争和武装冲突连绵不断,在新技术革命大潮的冲击下,科学技术得到了飞速发展。
军事高技术的兴起,使军队的武器装备发生了质的飞跃,一件件新式武器装备诞生了,一件件旧式武器装备被淘汰了。
高技术局部战争便是这种军事高技术与局部战争的结合体。
因此,在现代战争中,科学技术水平的高低,将直接影响到战争的胜负。
高技术运用于军事领域,首先直接作用于武器装备,引起了武器装备的更新换代,而新式武器装备用于战争,便出现许多新的作战样式,产生新的作战方法,引起了战争形态的变化,最终导致了军事理论的变革,科学技术不但推动了人类社会的发展,也推动了战争的发展。
当今,一个研究高技术、利用高技术的浪潮正冲击着社会的每一个角落,而研究军事高技术,利用军事高技术,正是时代的需要,是顺应时代发展的必然。
而激光技术正是其中一项。
1.2激光技术发展历程激光技术的发展历程可以大致分为受激辐射概念的提出、微波波谱学的创立、微波激射器的问世、激光器诞生以及激光技术的发展这五个阶段。
[1]1900年普朗克提出了“量子”假说之后, 爱因斯坦于1905年提出了“光量子”假说, 认为辐射不仅在发射和吸收过程中是以量子的形式出现的,而且辐射本身也是由光量子组成的。
1909年,爱因斯坦对辐射的理解进一步深化, 他在《论辐射问题的现状》中明确指出, 普朗克定律本身隐含着这样的内容:辐射场不仅显示出波动性, 而且显示出粒子性, 第一次明确提出了辐射的“波粒二象性”概念。
1911年, 卢瑟福提出原子结构的核模型。
1913年, 波尔提出了原子结构假说, 1954年7月美国物理学家汤斯和他的小组研制成功了世界上第一台利用受激辐射原理工作的新型微波振荡器——氨分子微波激射器(英文名MASER),1960 年7月7日, 当时在美国休斯飞机公司实验室工作的T·梅曼博士,研制成了红宝石激光器[2],1961 年夏, 在王之江主持下, 我国第一台红宝石激光器研制成功。
此后短短几年内, 激光技术迅速发展, 产生了一批先进成果。
各种类型的固体、气体、半导体和化学激光器相继研制成功。
在基础研究和关键技术方面, 一系列新概念、新方法和新技术(如谐振腔的Q 突变及转镜调Q、行波放大、镧系离子的利用、自由电子振荡辐射等)纷纷提出并获得实施, 其中不少具有独创性。
[3]1.3激光技术在军事领域的应用的研究现状军事激光技术属于尖端技术,各国都在大力发展。
前苏联的激光武器研究始于60年代初期,七十年代初前苏联的激光武器研究已经有了很大进展。
美国海军于1971年成立了海军高能激光(HEL)计划管理办公室(PMS-405),意欲作为海军管理硬杀伤高能激光武器系统研制和采购的机构。
1978年3月,海军在加州的卡皮斯特拉诺用集成在一起的NACL/NPT系统成功地拦截并击毁了以高亚音速低空横向飞行的“陶式”反坦克导弹。
激光技术在军事上的应用主要是实施常规打击、侦察与反侦察、精确制导、保密通信、姿态定位分析以及航空航天中的点火推进控制燃烧等。
在攻防方面,占主动权的进攻更具优势,因此,激光在军事上最吸引人的应用莫过于激光武器。
激光武器是指利用激光束直接摧毁目标或使之失效的定向武器,主要由激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制与发射系统等部分组成。
激光武器以其攻击速度快,转向灵活,可实现精确打击,不受电磁干扰等优点倍受青睐。
激光武器能够像常规武器那样直接杀伤敌方人员,使某些光电测量仪器的光敏元件损坏甚至失效,击毁坦克、飞机等,其打击距离可达20 km ,主要代表有激光枪和激光炮。
激光武器还有洲际导弹、太空中的侦察卫星和通信卫星等的高能激光武器,高能激光武器有望成为未来高科技战争中夺取空间优势的杀手锏武器。
但是目前高能激光武器技术尚未成熟,按照现有的水平,今后五到十年可望在地面和空中甚至太空平台上部署,用于战术防空、战区反导和反卫星作战等。
目前,美、俄、英、以色列等国已研制出车载和机载激光武器。
2.激光的基本特性2.1激光的概念激光是利用光能、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[4]。
2.2激光的特点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) 方向性好激光是定向辐射的, 在空间传播光束发散很微小, 接近平行光。
一般光源(基于自发辐射)都是向四面八方发射的, 发散度为 4 球面度(sr),激光光束的发散角很小, 所以激光在空间上能量是高度集中的, 可以射得很远。
激光到达接收端的光斑直径很小, 在此光斑外, 收不到信号,保密性好, 抗干扰性强。
激光射出20km,光斑直径只有20~30 cm,激光照射到380000km远的月球上,其光斑直径还不到2km。
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,单色光的谱线宽度越窄, 单色性越好, 颜色越纯。
激光的谱线宽度小到 10-8 nm,比普通光源的谱宽小上万倍。
因此,激光是人类目前得到的最好的单色光源。
激光单色性好,可以提高接收机信噪比和灵敏度;另外对在同一背景光干扰下进行特征识别也很有利。
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。
时间相干性与光单色性密切相关, 而空间相干性与光的方向性密切相关。
2.3激光的产生激光是在光学谐振腔中产生的。
它的主要功能之一是使光在腔内来回反射多次以增长激活介质作用的工作长度,提高腔内的光能密度。
光学谐振腔都是由相隔一定距离的两块反射镜组成的。
无论是平面镜还是球面镜,无论是凸面镜还是凹面镜,都可以用“共轴球面”的模型来表示。
因为只要把两个反射镜的球心连线作为光轴,整个系统总是轴对称的,两个反射面可以看成是“共轴球面”。
平面镜是半径为无穷大的球面镜。
如果其中一块是平面镜,可以用通过另一块球面镜球心与平面镜垂直的直线作为光轴。
平行平面腔的光轴则可以是与平面镜垂直的任一直线。
共轴球面腔结构示意图共轴球面腔的结构可以用三个参数来表示:两个球面反射镜的曲率半径R1、R2,和腔长即与光轴相交的反射镜面上的两个点之间的距离L 。
如果规定凹面镜的曲率半径为正,凸面镜的曲率半径为负,可以证明共轴球面腔的稳定性条件是:111021≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-≤R L R L激光器产生激光的前提条件是介质必须实现能级间的粒子数密度反转分布,即0n ∆>,或者说增益系数0G >。
但是,由于光波在实现了粒子数密度反转分布的介质中传播时还有各种损耗,只有当因增益放大而增加的光能量除了能够补偿因损耗而失去的部分外还能有剩余时,光波才能被放大。
所以要求增益系数要大于一个下限值,此下限值即为激光器的阈值,它由各种损耗的大小所决定。
激光器的损耗指的是在激光谐振腔内的光损耗,这种损耗可以分为两类,第一类是谐振腔内增益介质内部的损耗,它与增益介质的长度有关,叫做内部损耗,第二类损耗是可以折合到谐振腔镜面上的损耗, 叫做镜面损耗。
3.激光技术在军事领域的应用3.1激光武器的分类根据对目标作用效果的不同,激光武器可以分为软杀伤和硬杀伤两种方式;从作战目标角度,激光武器可以分为战略激光武器和战术激光武器两类。
1)软杀伤型激光武器软杀伤(soft kill)主要利用高峰值功率激光破坏对方导弹、探测器等设备上的光电传感器、光电系统,损伤红外热像仪和红外制导导弹导引头,对敌方人员致盲或致眩,软杀伤型激光武器对激光器功率要求不高,但已经成为压制光电精确制导武器、光电侦察系统等威胁的有效对抗方式,很多国家已经装备军队,并有多次实战经历。
在1982 年英阿马岛海战中,英军就在其战舰上安装了DEC 激光眩目瞄准镜,照射阿根廷飞机,用来致眩阿方飞行员,使之观测不到目标,丧失作战能力。
美国目前已装备或正在研制多种软杀伤型激光武器,主要有 A N /PLQ -5、Stingray 激光武器系统、O utrider车载激光致盲武器系统、Coronet Prince 机载激光系统等,基本均具备能够探测和破坏光电传感器、致盲或致眩人眼的功能。
2)硬杀伤激光武器硬杀伤(hard kill)是利用强激光对目标本体的瞬间烧蚀、加热和冲击作用,破坏目标的组织结构或摧毁进攻武器使其失去作战功能,作战目标包括各种类型的导弹、无人机、地面车辆等。