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。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：

一激光武器

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、辐射作用和激光效应，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”。

二激光制导

所谓激光制导技术，就是利用激光跟踪、测量和传输的手段控制和导引导弹飞向目标的技术。激光器发出照射目标的激光波束，激光接收装置接收目标反射的光波，经光电转换和信息处理，得出目标的位置参数信号，再经信号变换用以跟踪目标和控制导弹的飞行。有的激光制导系统还用激光传输控制导弹的指令。激光制导具有投掷精度高、捕获目标灵活，导引头成本低、抗干扰性能好、操作简单等优点。目前已有大量激光制导武器装备部队，其主要制导方式有：半主动制导。即由地面部队或飞机发射激光照射目标，被制导的武器上装有激光寻的器，接收目标被照射后散射回来激光，从而自动控制武器寻向目标。

主动制导。把激光目标指示器和激光寻的器同时装在武器上，目标指示器不断地向目标发射激光，寻的器自动接收目标散射回来的激光，将武器寻向目标。波束制导。当目标出现后，发射攻击导弹，同时制导站不断发射红外激光束，装在攻击导弹尾部的4块对称的红外接收器，不断接收制导波束，使导弹沿着激光波束飞行，如有偏差，4块接收器收到的信号大小不一，弹内自动控制系统就纠偏，使导弹沿激光波束中心寻向目标。激光制导可同时攻击多个来袭目标，即把激光信号经过编码以数个指示器分别控制数枚导弹，打击来袭目标。为提高激光制导全天候作战能力，各国都在研制先进的激光目标指示器，以保证昼夜作战使用。目前激光制导技术的发展趋势：制导体制仍以半主动寻的制导和波束制导为主；发展高性能目标捕获跟踪和激光指示系统，提高武器系统的抗干扰能力和生存能力；开发小型化激光雷达导引头，以实现“打了不管”能力的激光自主制导；CO2激光频段的制导有取代YAG制导系统的趋势，特别是CO2雷达成像技术；发展双式多模制导系统等。

三激光测距与激光雷达

激光测距是利用激光的单色性和相干性好、方向性强等特点，以实现高精度的计量和检测，如测量长度、距离、速度、角度等等。激光测距在技术途径上可分为脉冲式激光测距和连续波相位式激光测距。脉冲式激光测距原理与雷达测距相似，测距仪向目标发射激光信号，碰到目标就要被反射回来，由于光的传播速度是已知的，所以只要记录下光信号的往返时间，用光速（30万千米/秒）乘以往返时间的二分之一，就是所要测量的距离。现在广泛使用的手持式和便携式测距仪，作用距离为数百米至数十千米，测量精度为五米左右。我国研制的对卫星测距的高精度测距仪，测量精度可达到几厘米。连续波相位式激光测距是用连续调制的激光波束照射被测目标，从测量光束往返中造成的相位变化，可换算出被测目标的距离。为了确保测量精度，一般要在被测目标上安装激光反射器。它测量的相对误差为百万分之一。激光测距仪与微波雷达结合，还可以发挥激光波速