光电对抗对激光光源的要求

Applied Physics 应用物理, 2018, 8(7), 318-323

Published Online July 2018 in Hans. /journal/app

https:///10.12677/app.2018.87040

Requirements for Directed Infrared

Countermeasures Laser

Yang Yin

The First Aircraft Institute, AVIC, Xi’an Shaanxi

Received: Jun. 22nd, 2018; accepted: Jul. 9th, 2018; published: Jul. 17th, 2018

Abstract

Contents of abstract performance requirements for DIRCM laser sources, operating in the mid-IR, providing protection of airborne platforms from heat-seeking missiles are reviewed. The critical performance characteristic for a countermeasures laser is “useful energy on target”, which re-quires the laser to generate high brightness output in the appropriate spectral bands with rapid turn-on time. Integration with a compact beam director places an upper limit on the beam quality of the laser output. The key driver for the detailed laser design is to maximize the overall wall plug efficiency in order to minimize the complexity and volume, in turn maximizing the reliability and reducing the cost. Particular routes to reduce the thermal management system for the laser pro-duce the single largest improvement in overall wall plug efficiency.

Keywords

DIRCM, Thulium Laser, OPO, QCLs

光电对抗对激光光源的要求

尹扬

中国航空工业集团公司第一飞机设计研究院，陕西西安

收稿日期：2018年6月22日；录用日期：2018年7月9日；发布日期：2018年7月17日

摘要

综述了定向红外对抗系统激光源在中红外波段的性能要求，以及对热寻的导弹机载平台的防护。激光对抗的关键性能特征是“目标上有用的能量”这要求激光器在适当的光谱带以较快的开启时间产生高亮度

尹扬

输出。紧凑型光束定向器的集成对激光输出的光束质量设置了上限。详细设计激光器的关键驱动力是最大限度的提高电光转化的效率，以最大限度减少复杂性和体积，从而最大限度提高可靠性并降低成本。最大限度改进在特定的路线激光器的热管理系统产生的电光转换效率单一问题。

关键词

定向红外对抗系统，铥激光器，光参量振荡器，量子级联激光器

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/licenses/by/4.0/

1. 引言

定向红外对抗(DIRCM)系统被用来保护机载平台免受红外制导(寻热)导弹的威胁，主要的威胁是单兵防空系统(MANPADs) [1]。定向红外对抗系统通过探测导弹发射，确定其是否是威胁，并控制一个或多个跟瞄装置，跟踪并发射能量束使导弹偏离轨道。调制后的光束直接射向导弹导引头，对其进行干扰并使导弹远离飞机。这一切都发生在几秒钟之内。

诺斯罗普·格鲁门公司的AAQ-24(V)NEMESIS系统使用激光作为干扰光源来保护军用飞机，并正在推广应用到民用飞机上。诺斯罗普·格鲁门公司的定向红外对抗系统中使用的激光器Viper™为红外对抗激光器和未来激光器的开发设定了基准。根据他们的宣传材料，包括所有的波长转换和扩束的光学器件、控制器和电源等所有组件整体直径为330 mm，高为50 mm，且重量不到4.5 kg [1]。

中红外激光器已经成为并将继续成为学术界、工业界和军事研究的一个活跃的领域[2]。在过去的十年中，特别是在光纤和半导体激光器领域已经出现了许多重要的技术发展。

下一代红外对抗激光器的可选技术包括光纤泵浦固体激光器、光泵浦半导体激光器和量子级联半导体激光器[3]-[8]。本文对工作在中红外2~5 μm波段的激光器详细设计中的关键驱动因素进行了阐述，来实现更加紧凑和更简单的结构以适应未来的红外对抗激光源。

本文综述了激光器被应用于定向红外对抗的关键系统任务中时的关键性能要求。本文还对激光器详细设计中的关键驱动因素进行了回顾，已实现更加紧凑和更简单的结构以适应未来的红外对抗激光源。

2. 定向红外对抗激光光源的要求

激光器在一系列军事应用中提供了许多有用的性能(空间和时间相干性、单色性)。对于定向红外对抗的应用来说，关键的性能特征是“目标上有用的能量”，以便对抗系统快速可靠的击败威胁。这个关键的性能特征受激光源和光束导向器的组合的影响。定向红外对抗系统对激光光源的要求主要有以下几点。

2.1. 光谱覆盖

定向红外对抗系统通常需要多波长输出来匹配2~5 μm的中红外光谱区域中的大气透射窗口。在大气传输窗口内实现波长多样性的激光源将不易受到威胁对象所采取的任何反对抗措施的影响。波长多样性的手段之一是由激光源产生宽带输出，同时填充大气传输窗口的带宽。或者波段上的快速波长调谐可以提供多样性，也可以通过多个激光器设备实现多样性波长输出。