光電子技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用-wenkub
2022-11-02 18:45:22 本頁面
【正文】 彈道導(dǎo)彈 ,有人駕駛飛機(jī)和巡航導(dǎo)彈 等 .激光武器是一種定向能武器 ,它是利用 激光輻射效應(yīng)形成強(qiáng)大的 ,定向的 ,能量集 中的單色光束達(dá)到燒毀 ,摧毀和輻射目標(biāo) . 激光武器是在紅外探測(cè)技術(shù) ,光學(xué)自適應(yīng)技 術(shù) ,強(qiáng)激光技術(shù) ,精密跟蹤技術(shù) ,計(jì)算機(jī)技 術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的 ,這種武 器系統(tǒng)具有快速 ,靈活 ,命中率高 ,抗 電子 干擾等優(yōu)點(diǎn) ,是精密制導(dǎo)武器的克星 ,在未 來陵?duì)幹杏兄匾匚缓妥饔?. 盡管激光武器已研究多年 ,并取得長足 舶進(jìn)展 ,但由于技術(shù)難度大 ,加之戰(zhàn)略激光 武器受到諸種因素的制約 ,其前景還難以預(yù) 料 .從其發(fā)展前景看 ,可望九十年代內(nèi)開始 布署 .將要開發(fā)的激光武器將重點(diǎn)放在短 波大功率激光器上 ,如準(zhǔn)分子激光器 ,自由 屯子激光器 ,x射線激光器等 .就目前情況 而言 ,自由電子激光器已被選中為陸基激光 武器的主要候選者 . 從 1963 年美國斯佩里公司在實(shí)驗(yàn)室制 成第一臺(tái)激光陀螺原理 樣機(jī)到 套激光陀螺慣性導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)入試飛 ,至今已 有 30 年的歷史 ,現(xiàn)今已達(dá)到實(shí)用階段 ,可 用于中等精度慣導(dǎo)系統(tǒng) . 激光陀螺是一種不依賴于旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的固 態(tài)陀螺 ,它沒有機(jī)械運(yùn)動(dòng)部分 ,是一種純粹 光電式旋轉(zhuǎn)傳感器 .這種非機(jī)械旋轉(zhuǎn)傳感器 與機(jī)械陀螺相比較 ,具有兩個(gè)主要特點(diǎn) :第 一 ,由于沒有旋轉(zhuǎn)貫量 ,因而避免了機(jī)械原 因所 I起的結(jié)構(gòu)變形 }第二 ,由于激光陀螺 結(jié)構(gòu)十分簡單 ,故在降低成本和提高可靠性 方面大有希望 .專家們認(rèn)為 ,激光陀螺是未 來捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)的理想元件 . 激光陀螺 是建立在光學(xué)諧振腔與薩格雜 克 (Sagnac)效應(yīng)結(jié)合的基礎(chǔ)上 .所謂薩 格奈克效應(yīng) ,是指一封閉的環(huán)形光路對(duì)角旋 轉(zhuǎn)敏感的效應(yīng) .在一封密環(huán)形光路內(nèi) ,同時(shí) 向環(huán)路內(nèi)發(fā)送方向相反的兩相干光源 ,只要 測(cè)量相反運(yùn)動(dòng)的兩束光的諧振頻率之差就可 確定出旋轉(zhuǎn)的速度 .設(shè)環(huán)路靜止時(shí)振蕩頻率 為 f.,而當(dāng)環(huán)路旋轉(zhuǎn)時(shí)的兩束光的振蕩頻率 為 fl和 fz,旋轉(zhuǎn)角速度 Q 和兩頻率之差 △f 璃揶下關(guān)系 z △f_等 Q:KQ 式中為激光波長 ,L為環(huán)路靜止時(shí)光束的 光程長 ,K為激光陀螺的刻度系數(shù) .激光陀 螺的閉合光路 (即諧 振腔 )通常為三角形 ,在 三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上裝有三面反射鏡 ,如圖 4 2所示 .順時(shí)針方向和逆時(shí)針方向傳播的光 束問的頻差是這樣測(cè)量的 。紅外制導(dǎo) ,紅外監(jiān)視 與跟蹤 . ? 軍用光纖系統(tǒng) :軍用光纖通信系統(tǒng) , 雷達(dá)光纖系統(tǒng) ,光纖陀螺和光纖水昕器等 . ? 軍用顯示和電視系統(tǒng) :軍用平板顯 示 ,大屏幕顯示 ,電視制導(dǎo)和電視跟蹤等 . ? 光電子對(duì)抗 :光電偵察 ,光電干擾 , 反光電偵察干擾和激光致盲 . 二 ,軍用激光系統(tǒng) 激光測(cè)距是激光應(yīng)用開發(fā)最早項(xiàng)目之 一 ,已有 3O 多年歷史 ,現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于各種 2 武器裝備中 ,包括航空測(cè)距 ,火控測(cè)距 ,武 器制導(dǎo)和對(duì)各種飛行器進(jìn)行跟蹤測(cè)量等 .先 進(jìn)的 激光測(cè)距儀已和計(jì)算機(jī) ,激光瞄準(zhǔn)具 , 激光望遠(yuǎn)鏡 ,激光測(cè)距指示器 ,激光測(cè)距尋的 器 ,微光夜視儀 ,光電火控系統(tǒng)構(gòu)成一體 , 組成多功能 ,多用途的武器系統(tǒng) . 按其激光測(cè)距的工作原理 ,激光激距儀 可分為三類 l相位激光測(cè)距儀 ,脈沖激光測(cè) 距儀和脈沖相位式激光測(cè)距儀 .其中使用最 多的是脈沖激光測(cè)距 ,其原理是通過測(cè)量發(fā) 射激光脈沖在發(fā)射機(jī)和被測(cè)目標(biāo)之間往返一 次所需時(shí)間 t來計(jì)算目標(biāo)距離 ,計(jì)算公式如 下 : t:坐 C 式是 c 是光在空氣申的傳播速度 (約等于 3),R 是發(fā)射機(jī)到目標(biāo)間距離 .從 公式可以看出 ,所謂測(cè)距實(shí)際上是測(cè)量激光 脈沖從激光發(fā)射機(jī)出發(fā)經(jīng)過目標(biāo)再返回激光 接收機(jī)所需的時(shí)間 ,測(cè)量這個(gè)時(shí)間的最簡單 和最基本方法是用距離計(jì)數(shù)器 . 相位激光測(cè)距是通過測(cè)量連續(xù)調(diào)制光波 在待測(cè)距離上往返一次所發(fā)生的相位差來鍘 量距離 .脈沖激光測(cè)距和擁位激光測(cè)距相 比 ,前者精度較低 ,但作用距離遠(yuǎn) ,設(shè)備簡 單 ,使用方便 ,因此廣為采用 J后者測(cè)量精 度高 .但測(cè)程短 ,通常用于工程和大地測(cè)量 中 .. 按其激越光源劃分 ,激光測(cè)距儀又可分 為固體激光 (Nd:YAG 激光 )測(cè)距儀 , C0:氣體 激光測(cè)距儀和半導(dǎo)體激光測(cè)距儀 . 目前使用最多的還是 ~m工作渡長的固 體激光測(cè)距儀 ,但這類測(cè)距儀最大的問題是 對(duì)人眼的傷害和對(duì)戰(zhàn)場硝煙大氣穿透力差 , 解決的辦法是把 至 ~m渡長 .COz激光測(cè)距儀是有前 途的第三代激光測(cè)距儀 ,因?yàn)?COz激光具有 對(duì)人眼安全 ,大氣穿透能力好 ,可與前視紅 外系統(tǒng)兼容 ,可用外差相干探測(cè)等優(yōu)點(diǎn) ,有 可能全面替代 Nd:YAG 激光測(cè)距儀 .半導(dǎo) 體激光測(cè)距儀其小型化 ,高可靠性而得到 高度重視 . 激光雷達(dá) 是激光技術(shù)和雷達(dá)技術(shù)相結(jié)臺(tái) 的產(chǎn)物 ,起源于六十年代初 ,它是以激光為 輻射源并作為載波的雷達(dá) ,其測(cè)量精度 ,分 辨率 ,抗干擾性都比微波雷達(dá)好幾個(gè)數(shù)量 級(jí) ,并可隱蔽地工作 ,跟蹤低空和超低空飛 行目標(biāo) ,是克制隱形飛行器的有力手段 . 從六十年代至今 ,激光雷達(dá)已經(jīng)歷了四 代產(chǎn)品 ,第一代是以 HeNe 激光為光源的 低功率 ,近距離激光雷達(dá) ,第二代是以 Nd: YAG 激光為光源的中功率激光雷達(dá) ,第三 代是以 CO激光為光源的遠(yuǎn)距離 ,高精 度 ,外差探測(cè)激光雷達(dá) 。激光測(cè)距 ,激光雷達(dá) , 激光制導(dǎo)和激光武器等 . ? 軍用夜祝系統(tǒng) :微光夜視及紅外夜視 系 統(tǒng) . ? 軍用紅外系統(tǒng) 。兩束光通過棱鏡 組合產(chǎn)生干涉條紋 ,由兩個(gè)并列的光敏二極 管測(cè)出干涉條紋的數(shù)目和移動(dòng)方向 ,變換成 電脈沖輸出 ,再除以刻度系數(shù) K,則電脈沖 輸出的脈沖速率表示旋轉(zhuǎn)速度 ,脈沖數(shù)目兢 表示激光陀螺轉(zhuǎn)過的角度 . 屯量 =韞許
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