激光在军事上的应用.

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激光在军事中的运用——高能激光武器毁伤原理与防护

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。

_激光技术的军事应用

_激光技术的军事应用
1) 脉冲激光测距 脉冲激光测距原理是: 用脉 冲激光器向目标发射一列很窄的 光脉冲 ( 脉 冲 宽 度 小 于 50 ns) , 光达到目标表面后部分被反射, 通过测量光脉冲从发射到返回接 收机的时间,可算出测距机与目 标之间的距离。脉冲激光测距机 能发出很强的激光,测距能力较 强,即使对非合作目标,最大测距 也能达到 30 000 m 以上。其测距 精度 一 般 为 5 m,最 高 的 可 达 0. 15 m。脉冲激光测距机既可在 军事上用于对各种非合作目标的 测距,也可在气象上用于测定能 见度和云层高度,以及应用在对 人造卫星的精密距离测量等领 域。 飞航导弹 2013 年第 3 期
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。

激光在军事中的应用

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

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

激光在军事上的应用

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。

激光原理及在军事上的应用(三讲学课件

激光原理及在军事上的应用(三讲学课件

谢谢大家一年来 的努力和合作!
第二章 选择调查课题
“选好了题目等于解决了问题的一半”。 “提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一
个问题也许仅是数学上的或实验上的技能而已。而提出新 的问题、新的可能性,从新的角度去看旧的问题,都需要 有创造的想象力,而且标志着科学的真正进步。 ”
——爱因斯坦
美国化学激光器功率已达到2.2兆瓦; 美国与以色列联合研制了“鹦武螺”战术高ห้องสมุดไป่ตู้激
光反导武器:(仅1996年投资1100万美元) 初步方案:激光系统安装在“布雷德利”战车或
5吨卡车上,4--5辆组成一战斗单元, 以对付火箭的威胁.
潜在应用:
A)用作防空武器;(能使导弹在19.3Km处失灵 4.8Km处被摧毁.
19
一、研究问题及其来源 二、选题的标准 三、研究问题的明确化 四、文献查阅与选题
20
一、研究问题及其来源
研究问题
➢ 是指一项社会研究所要回答的具体问题,它是 一个可以通过研究来进行回答的问题。
研究问题与研究主题
➢ 研究主题:是指社会研究所涉及的某一类现象 或问题领域。
➢ 研究主题比研究问题相对宽泛、更具一般性。
用途: 电传感器且无声响、效益高。
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。
如美国产:
激光致弦器(DAZER 9Kg重) 光学及光电对抗系统(魟鱼Stingray、
跑路者Rodrumer) 前沿激光武器(FALW) 前西德产: 高能激光防空坦克

激光测距及在军事上的应用

激光测距及在军事上的应用

激光测距及在军事上的应用光子学中心袁建伟摘要:本文简要介绍了脉冲激光测距原理及常见的激光测距光源,并对它们在军事上的应用作了相应的介绍。

关键词:激光测距,激光光源, 军事应用1 引言激光测距是激光在军事上应用最早和最成熟的技术。

自1960年第一台激光器--红宝石激光器发明以来,便有人开始进行激光测距的研究。

和微波测距等其它方法相比,激光测距具有更好的方向性和更高的测距精度,测程远,抗干扰能力强,隐蔽性好,因而得到广泛的应用。

激光测距的研究还对雷达技术的发展起了很大的促进作用,因而在国民经济和国防建设中具有重要意义。

根据所发射激光状态的不同,激光测距分为激光脉冲测距和连续波激光测距,后者根据起止时刻标识的不同又分为相应激光测距和调频激光测距。

本文将介绍脉冲测距的最新技术发展。

2 脉冲激光测距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。

3 激光测距在军事上的应用(1) 激光测距光源 战术和战略用脉冲激光测距仪主要包括红宝石、Nd∶YAG、CO2、喇曼频移Nd∶YAG和Er∶玻璃等脉冲激光测距仪。

激光在国防军事方面的应用

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”。

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

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

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。

激光在军事中的应用

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。

激光原理及在军事上的应用(三)

激光原理及在军事上的应用(三)
四、激光武器 直接利用高度集中的激光能量对敌人和敌人的 武器进行杀伤、破坏的武器。 武器进行杀伤、破坏的武器。 特点: 特点: 1)不需计算弹导,“指哪打哪”。 )不需计算弹导, 指哪打哪” 2)不需计算提前量,“说时迟,那时快”。特 2)不需计算提前量, 说时迟,那时快” 激光在军事上的应用(二)续 别适合攻击高速运动的目标。 别适合攻击高速运动的目标。 Military Application of laser (二) 3)无后座之扰;二 )无后座之扰; 4)不受电子干扰。 )不受电子干扰。 局限: 局限: 受天气影响,云雾、 受天气影响,云雾、雨雪都有是 激光难以逾越的障碍。 激光难以逾越的障碍。
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

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

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。

激光在军事上的应用

激光在军事上的应用

摘要世界上第一台激光器诞生于1960年,我国于1961年研制出第一台激光器,它一问世,即获得超乎寻常的飞快发展,不仅使古老的光学及其技术焕发青春,也生发了许多新兴的学科。

40多年来,激光技术与应用发展迅猛,已与多个学科相结合形成多个应用技术领域,比如光电技术,激光医疗与光子生物学,激光加工技术,激光检测与计量技术,激光全息技术,激光光谱分析技术,非线性光学,超快激光学,激光化学,量子光学,激光雷达,激光制导,激光分离同位素,激光可控核聚变,激光武器等等。

这些交叉技术与新的学科的出现,大大地推动了传统产业和新兴产业的发展。

激光正以特殊的方式深刻影响着人们生活。

本文通过对激光特性的认识,展示了激光在军事上给人类社会带来巨大变化以及其快速的发展历程,同时也展望激光未来发展的趋向与前景关键词:激光军事未来激光武器的分类:不同功率密度,不同输出波形,不同波长的激光,在与不同目标材料相互作用时,会产生不同的杀伤破坏效应。

激光器的种类繁多,名称各异。

按工作介质区分,目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。

按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型,按其用途还可分为战术型和战略型两类,即战术激光武器和战略激光武器任何物体都能辐射和反射电磁波,并具有不同的辐射和反射特性。

利用不同的光学遥感器,从空中或远距离探测目标和环境的光学波段电磁波信息,经光学、电子技术处理后,为军事应用、科学研究和经济建设服务。

光学遥感技术的发展可追溯到19世纪, 1858年在巴黎上空的气球上拍摄了第一张空中照片。

20世纪初发明飞机后,航空摄影广泛用于军事侦察,黑白、彩色的可见光和近红外波段照相技术得到实际应用。

60年代初,美国研制成功红外扫描仪和多光谱扫描仪,提供了新的遥感手段。

1957年人造地球卫星发射成功后,航天遥感技术得到迅速发展,照相侦察卫星、预警卫星、测地卫星、气象卫星和载人飞船等多种航天器上,广泛采用可见光、红外和多光谱遥感设备。

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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。




直升机在进行低空巡逻飞行时,极易与地面小山或建筑物相 撞。为此,研制能规避地面障碍物的直升机机载雷达是人们梦寐 以求的愿望。目前,这种雷达已在美国、德国和法国获得了成功。 美国研制的直升机超低空飞行障碍规避系统,使用固体激光 二极管发射机和旋转全息扫描器可检测直升机前很宽的空域,地 面障碍物信息实时显示在机载平视显示器或头盔显示器上,为安 全飞行起了很大的保障作用。 德国戴姆勒。奔驰宇航公司研制成功的障碍探测激光雷达更 高一筹,它是一种固体1.54微米成像激光雷达,视场为32度×32 度,能探测300―500米距离内直径1厘米粗的电线,将装在新型 EC―135和EC―155直升机上。 法国达索电子公司和英国马可尼公司联合研制的吊舱载 CLARA激光雷达具有多种功能,采用CO2激光器。不但能探测标 杆和电缆之类的障碍,还具有地形跟踪、目标测距和指示、活动 目标指示等功能,适用于飞机和直升机。
美国空军机激光武器
美国太空监视系统包括激光反卫星武器
近年来,美军不断加大对太空的投入力度,天基太空监视系统(SBSS)是重点投资项 目之一。 据报道,整个SBSS系统预算已增至8.25亿美元,其中,卫星项目预算占一半以上, 高达4.25亿美元。 SBSS系统由5颗卫星组成,分两个阶段建设。 第一阶段,发射一颗卫星替代原来的MSX卫星,首颗卫星已于2010年9月发射,它 是整个系统的先导星,称为“探路者”,每天能收集40多万条卫星信息。 第二阶段,发射4颗卫星,完成整个系统建设,第二颗卫星计划于2014年年底发射, 后三颗分别于2017~2022年发射。
眩晕枪

自二战以来,就有人用强光干扰敌人的注意力。激光不但让那些 所谓的“眩晕”武器更强大,还极大地缩小了它们的尺寸,使之 更便于携带。 2006年,美国陆军给驻伊美军配置了2000支激光眩晕枪,主 要在哨卡使用,警告司机把汽车停下来。但这些眩晕枪并不像人 们认为的那样无害。在2008年至2009年之间的5个月内,伊拉克 的一支部队就报告了14起误伤友军事故。3名士兵被紧急送出伊拉 克接受治疗。一名士兵的一只眼睛永久失明。
激光与军事
激光雷达 激光瞄准 激光制导
激光武器
激光雷达

激光雷达(laser radar)是指用激光器作为辐射源的 雷达。激光雷达是激光技术与雷达技术相结合的产物 。 由发射机 、天线 、接收机 、跟踪架及信息处理等部 分组成。发射机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等;天线是光学望远镜;接收机 采用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。激光雷达采用脉冲或连续波2种工作方式, 探测方法按照探测的原理不同可以分为米散射、瑞利 散射、拉曼散射、布里渊散射、荧光、多普勒等激光 雷达。
美科学家拟用地面激光器击落太空垃圾
设想中的激光系统,它将帮助清理轨道上的太空垃圾,保障卫星和火箭发射安全
美国军工演示舰载激光炮 可以应对成群小艇攻击
据军事与航空航天电子学网站2011年9月7日报道 过去常在外层空间 小说出现的激光武器概念,不久将会成为现实。高能激光和及其潜在应 用成为军事研究和开发的主要内容。 在上周,波音公司和BAE系统公司宣布,他们联合演示了原型激光 炮,该激光炮可以固定到战舰的甲板上,能遏制海盗、毒品走私,以及 成群的小艇攻击,这些威胁海军水面部队已经在波斯湾遭遇过。 实验性的激光武器,即MK38 mod2型战术激光系统,可以配置在舰 艇上,同时保持舰船的整体整齐性。

另一种正在研制中的激光枪 更厉害。它全称“单兵便携式非致 命激光步枪”,结合了两种激光: 一种让人目眩失去方向,另一种在 人的皮肤上产生剧烈的灼伤感
激光制导炸弹

激光制导炸弹是在普通航空炸弹上加装可控弹 翼和激光导引头而组成的。它的作战模式是由 载机+引导机组成。引导机在目标上空使用激 光指引吊舱对准目标发射一道激光束,然后由 激光制导炸弹的导引头捕捉到激光的反射信号, 载机再释放炸弹。然后炸弹就在弹翼的控制下 向目标冲去。担任指示的也可以是地面的特种 部队,可以使用手持式激光引导装置对目标进 行指引。
一旦该系统建成,美军就会具有强大的太空态势感知能力,拥有绝对的非对称太空优 势。
“看”的本领:目标更多,精度更高,能力更强
美军反卫星攻击示意图,SBSS系统的建成,让美军具有绝对的太空感知优势。
SBSS系统有五个特性。一是监测跟踪目标多。SBSS可对地球同步轨道(GEO)以下所有 太空目标进行监测和跟踪,可对直径大于0.1米的1.7万个太空目标编目,监视直径在0.01 米以上的太空物体30万个,跟踪800多颗在轨卫星。 二是编目更新周期短。与太空监视网(SSN)配合,SBSS系统的编目更新周期将由原 一是监视各种太空威胁。SBSS系统是美国导弹防御 来的7天缩短到2天。 系统的支柱,能及时发现别国的秘密卫星、攻击卫星等目标。一旦 三是定轨精度高。SBSS对低轨道定位误差不超过10米,对高轨道定轨误差不超过 发现某一卫星偏离原来轨道,就会发出预警,跟踪定位该卫星,同 500 米,这一点很重要,可及时提醒己方航天器规避轨道碎片。 时告知反卫星武器做好准备。 四是深空探测能力强。SBSS系统建成后,可在任意时刻都能保证有一颗卫星对 二是实施反卫星攻击。SBSS系统所携带的激光武 GEO进行全轨道监测,对GEO目标监测能力将提高50%以上。 器,能给敌以致命的打击,这也是美太空激光武器计划的一部分。 五是不受天候影响,可全天候工作。SBSS系统不受恶劣天候的影响,能一天24小 虽然美以“防御”为由加强太空监视能力,但实际上,它是变相地 时连续不断的工作。 加强太空打击能力。
机载海洋激光雷达
美国卡曼航天公司研制成功的机载水下成像激光 雷达,最大特点是可对水下目标成像。由于成像 激光雷达的每个激光脉冲覆盖面积大,因此其搜 索效率远远高于非成像激光雷达。另外,成像激 光雷达可以显示水下目标的形状等特征,更加便 于识别目标,这已是成像激光雷达的一大优势。
直升机障碍物规避激光雷达
激光瞄准


激光瞄准具主要由激光器和连接装 置组成。激光发射按钮用软线与瞄 准具本体相连,因此可安置于武器 合适位置上。瞄准具本体可用北约 标准支座或特别的支座与武器连接。 该瞄准具发射一束激光,光轴经校 正与武器轴线平行后,可用激光光 斑指示武器对目标的瞄准点。该瞄 准具必须与夜视眼镜一起使用,射 手才能迅速捕捉到目标。 射手用夜视眼镜看到目标后, 按下激光发射钮,发射出肉眼看不 到的激光光束,将光斑移到目标上, 即可射击。
激光制导导弹

激光制导通常有“视线式”和“寻的式”。“视线式”的 典型代表是激光驾束制导,“寻的式”的典型代表是激光 半主动式寻的制导,也是目前最常用的激光制导方式。
激光驾束制导简言之就是激光制导系统瞄准目标并连续发射激光,位于弹尾的激 光接收器接收激光,控制弹体像“骑”着激光一样沿光束中心飞行。激光束指向哪儿, 弹体就飞到哪儿,紧紧“咬”住目标不放,直到命中。但激光驾束制导必须在通视条 件下才能实现,因而适合在短程作战使用,射程一般在3公里以内。瑞典RBS-70便携 式导弹即属此类,由于其命中率极高,已成为反低空飞机的得力武器。
海尔法”II激光制导导弹
我军陆航新型激光制导导弹投入实弹演练
四 机 火 箭 弹 齐 射


命中海上目标

7月10日,我陆军航空兵新武器新弹 药生成战斗力演练在某地举行。 上午9点,伴随着指挥员一声口 令,18架武装直升机迅速升空,在空 中组成了双机、四机和六机编队,进 入预定空域。 武装直升机在几十米的低空发射 干扰弹后,又在平飞状态下连续发射 多枚火箭弹和激光制导导弹,伴随着 干扰弹筑起了几道白色屏障,远处海 面靶标区溅起一阵阵巨大的浪花,火 箭弹和导弹全部命中目标。 总参陆航部副部长孙德龙告诉记 者,这次演练,陆航部队大胆探索了 四架直升机快速轮番战术攻击、双机 地面照射发射某新型激光制导导弹等 贴近实战的战法,有效提升了直升机 的最大作战效能,深化了对陆航火力 突击、机降作战等作战样式的理论认 知,进一步增强了陆航官兵实战化训 练的责任感和使命感。
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