【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 為了確保引信可靠作用和提高抗干擾能力，可從下列三方面采取措施。 (1)窄視場(chǎng)發(fā)射，激光發(fā)放免最好控制在 1度以下。砷化鎵激光發(fā)散角在所有激光中最大，約 1520度。必須精心設(shè)計(jì)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡。 (2)接收部分采用窄通帶濾光片性能要穩(wěn)定以減少引信作用距離的散布。光電器件更應(yīng)嚴(yán)格篩選，光譜響應(yīng)要靈敏，噪聲要低，在貯存、運(yùn)輸和使用中性能必須穩(wěn)定。 (3)在電子線路上采取 系列專門措施。引信發(fā)展動(dòng)向之一是 “ 積木化 ” ，如同積木玩具，有若干標(biāo)準(zhǔn)件，不同要求挑選相應(yīng)的標(biāo)維件裝配即可。由于積木化具有多變性，能適應(yīng)各種戰(zhàn)術(shù)技術(shù)要求而靈活機(jī)動(dòng)。激光引信和激光制導(dǎo)結(jié)合是近 JL年提出的一種新穎設(shè)計(jì)思想。它能使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、零部件充分利用、成本降低。 ?? 二、激光遙控引燃引烴 電視機(jī)若帶有遙控開關(guān)，那么它的開啟與關(guān)閉、換臺(tái)、調(diào)音量等就可以通過(guò)遙控解決，只要手握類似袖珍收音機(jī)大小的遙控器，坐在幾米以外就可以隨心所欲地控制調(diào)節(jié)。激光遙控引燃引爆與此類似，比如公路橋梁上設(shè)防的地雷，可以在幾千米以外，通過(guò)不可見的激光束在最佳時(shí)刻非常可靠地遙控起爆，對(duì)人員的安全不存在任何危險(xiǎn)。如果給激光束 “ 打上 ” 特殊的記號(hào)，即編上密碼時(shí)，起爆裝置就只接受這種密碼的指令，其他一概 “ 拒之門外 ” 。那么遙控起爆就可以說(shuō)是絕對(duì)可靠。這種就叫激光編碼遙控引燃引爆。 (一 )激光遙控引隙引爆的優(yōu)點(diǎn) 當(dāng)然，遙控引燃引爆也可以通過(guò)無(wú)線電信號(hào)。但與之相比較，由于激光束方向性好、亮度高、單色住好，激光相對(duì)無(wú)線電遙控引爆就有如下優(yōu)點(diǎn)： (1)抗干擾能力強(qiáng)元線電信號(hào)分行空間范圍大，易被對(duì)方發(fā)現(xiàn)干擾。激光束相反，發(fā)散很小，抗干擾能力強(qiáng)，因此作用可靠。 ?? (2)激光發(fā)射一般都采用望遠(yuǎn)系統(tǒng)，而望遠(yuǎn)系統(tǒng)通過(guò)合理設(shè)計(jì)同時(shí)又可用于對(duì)敵情的觀察，利于掌握最佳引爆時(shí)機(jī)，充分發(fā)揮爆炸的威力。 (3)假如兩種引爆裝置體積重量相同，那么激光遙控距離可遠(yuǎn)些，使人員更易隱蔽、更安全。 (二 )激光遙控的引燃引爆裝置 激光編碼遙控引燃引瀑裝置主要由激光編碼發(fā)射部分、接收解碼和給出引爆指令三部分組成。 激光的發(fā)射通常是利用望遠(yuǎn)系統(tǒng)，遠(yuǎn)離爆炸現(xiàn)場(chǎng)。激光器可以是固體釹激光，也可以是砷化鎵半導(dǎo)體激光。它們都可發(fā)射不可見的近紅外激光，不易暴露，隱蔽性好。激光編碼簡(jiǎn)單易行的辦法是在單位時(shí)間內(nèi)規(guī)定激光脈沖發(fā)射的個(gè)數(shù)、一定的脈沖寬度和脈沖間隔。比如一秒鐘內(nèi)發(fā)射 5個(gè)脈沖，脈沖寬度為 50毫秒，脈沖間隔為 150毫秒，那么接收部分只接收具有這種特征的遙控激光信號(hào)。這種信號(hào)即編過(guò)碼的信號(hào)，而每秒 5個(gè)脈沖， 50毫秒脈寬、 150毫秒脈沖間隔即 “ 密碼 ” 。當(dāng)然，此密碼視需要可以隨時(shí)變更，以防被對(duì)方發(fā)現(xiàn)干擾。 ?? 接收裝置遠(yuǎn)離發(fā)射地，但離設(shè)防的雷區(qū)要近，中間通過(guò)隱蔽的導(dǎo)線同所埋設(shè)的地雷一一相連，以便傳送引爆指令。激光編碼信號(hào)由光學(xué)系統(tǒng)接收，通過(guò)光電器件將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。光電器件對(duì)激光波長(zhǎng)是有選擇性的，假如發(fā)射的是砷化鎵激光，一定要選用對(duì)波長(zhǎng) 感的光電器件；若是釹激光，那么就要選用對(duì)波長(zhǎng) 激光響應(yīng)最敏感的光電器件，當(dāng)然，這里有個(gè)匹配關(guān)系。反過(guò)來(lái)這出可以對(duì)發(fā)射來(lái)的激光是不是我方的信號(hào)進(jìn)行判斷識(shí)別。若是我方的信號(hào)，讓它進(jìn)人解碼電路，經(jīng)過(guò)放大、整形、計(jì)數(shù)等進(jìn)一步識(shí)別解碼。 根據(jù)上述的編碼方案，解碼具體可以這樣進(jìn)行。打個(gè)比方說(shuō)：電路中設(shè)置三道 “ 門 ” ，電信號(hào)若每秒 5個(gè)脈沖第一道門就可打開，讓它通過(guò)若信號(hào)脈寬不長(zhǎng)不短恰好 50毫秒，那么第二道門也可打開，若脈沖間隔剛好 150毫秒，則第三道門也打開。可以看出，三種編碼若有一種不對(duì)，信號(hào)都通不過(guò)去，這叫三級(jí)保險(xiǎn)。它可以大大提高引燃引爆的穩(wěn)定可靠。編碼和解碼的方案形式很多，這不過(guò)是其中的一種。 ?? 經(jīng)過(guò)解碼和識(shí)別，接收部分判斷確是我方的指令信號(hào)，通過(guò)高壓發(fā)生器立即產(chǎn)生一個(gè)引爆地雷所需的引爆電信號(hào)，經(jīng)導(dǎo)線傳給每個(gè)地雷上的電雷管，從而引發(fā)地雷爆炸。上述這些過(guò)程實(shí)際上在一瞬間就全部完成。 (三 )激光編碼遙控引爆的應(yīng)用 (1)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中防御部隊(duì)對(duì)預(yù)設(shè)的雷區(qū)遠(yuǎn)程及時(shí)準(zhǔn)確可靠的遙控引爆。工兵開山炸石等施工中遠(yuǎn)程安全可靠爆破等。 (2)軍事演習(xí)和訓(xùn)練中模擬爆炸燃燒，遙控炸點(diǎn)的遠(yuǎn)程顯示與觀測(cè)等，這可以大大節(jié)省人力物力而形象逼真。 不過(guò)，由于激光自身的特點(diǎn)和受氣象條件影響大的限制，它還不適于光路上有遮擋物的場(chǎng)合。另外在遇到陰雨或灰塵煙霧很大的時(shí)候，其遙控距離大大減小，效果變差。 ?? 三、激光直接起爆 不論是激光引信，還是激光遙控引燃引爆，在它們的接收系統(tǒng)中都要有個(gè)光電轉(zhuǎn)換過(guò)程。然后靠電信號(hào)經(jīng)電雷管引發(fā)而起爆戰(zhàn)斗部中的主裝藥，而電雷管隨著無(wú)線電技術(shù)的飛躍發(fā)展，卻遇到越來(lái)越大的問(wèn)題。 (1)電雷管對(duì)靜電非常敏感，而人身上的靜電可達(dá) 干伏以上。尤其穿戴人造纖維服裝時(shí)靜電更為嚴(yán)重。除人身外，環(huán)境靜電場(chǎng)亦會(huì)引發(fā)電雷管爆炸。所以電雷管工人操作時(shí)絕對(duì)禁止穿戴人造纖維衣帽。 (2)電雷管對(duì)自然界的雷電、廣播電波、無(wú)線電雷達(dá)等發(fā)射的射頻電場(chǎng)同樣很敏感，很危險(xiǎn)。因此在電雷管研制、生產(chǎn)、勤務(wù)處理和使用中，事故屢次發(fā)生，因電雷管引發(fā)而整個(gè)彈丸爆炸的教訓(xùn)更慘痛。上面說(shuō)的都是早作炸或意料不到的突然爆炸，而長(zhǎng)期貯存變質(zhì)又容易瞎火。 針對(duì)電雷管存在的問(wèn)題， 60年代國(guó)際上出現(xiàn)了不要電雷管和起爆藥的 “ 爆炸線起爆器 ” ，英文縮寫 EWD”，它用爆炸線直接起爆彈丸戰(zhàn)斗部中的主裝藥。這樣安全可靠性就可大大改善，被稱為現(xiàn)代火工品的一項(xiàng)新突破。但改善并不等于徹底解決了問(wèn)題，許多方面仍不能令人滿意。 ?? 70年代，隨著激光性能的不斷送高，國(guó)外又提出了用激光直接引爆的爆炸裝置，英文縮寫為 “ LEED”，比 EWD 更安全可靠。這是因?yàn)椋徽撿o電場(chǎng)、還是射頻場(chǎng)對(duì)激光束毫無(wú)影響，由于激光的許多獨(dú)特性能，不僅作用可靠，而且彈上結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單輕小，占空間少，主裝藥可以增加而提高彈丸威力。美國(guó)加利福尼亞工藝研究院曾測(cè)定了 22種藥劑 (起爆藥、點(diǎn)火藥、延期藥、煙火劑、猛炸藥和推進(jìn)劉 )對(duì)激光的敏感度 (簡(jiǎn)稱激光感度，定義為藥劑起爆所須的臨界激光能量 )，發(fā)現(xiàn)猛炸藥中的泰安對(duì)激光最敏感，而猛炸藥是許多彈丸的主裝藥，其次點(diǎn)火藥和延期藥等也比較額感。這就從實(shí)驗(yàn)肯定了該方案實(shí)現(xiàn)的可能性。接著美國(guó)匹加丁尼兵工廠等通過(guò)大量試驗(yàn)，證明猛炸藥確實(shí)容易直接被光能起爆，只不過(guò)要求光能必須是一個(gè)強(qiáng)脈沖，比如，光束聚焦 102毫米平方的面積上，希望溫升為1200℃ ，壓力達(dá) 104kg／ cm2。顯然，高能檄光完全可以滿足此要求。從而肯定丁實(shí)現(xiàn)的現(xiàn)實(shí)性。 ?? 激光直接起爆目前比較現(xiàn)實(shí)的一種方案是傳統(tǒng)的電雷管由激光雷管取代。所謂激光雷管就是指裝有光學(xué)透鏡和起爆藥的一種光雷管。透鏡將射來(lái)的激光束聚焦，其焦點(diǎn)落在起爆藥上，因焦點(diǎn)處高溫、高壓的作用而使起爆藥爆炸，進(jìn)而引發(fā)主裝藥瀑作。這種透鏡以采用半球型的較好，因?yàn)樗劢剐Ч茫饽軗p失小，使雷管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，敏感度提高。激光射束與其雷管之間常用光導(dǎo)纖維相連。 激光直接起爆的技術(shù)關(guān)鍵是增大藥劑表面對(duì)激光能的吸收率，減小反射變，提高藥劑的敏感度。經(jīng)試驗(yàn)，激光的敏感氏起爆藥比炸藥、煙火劑等要高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。 激光直接起爆是一個(gè)合有多種作用的復(fù)雜過(guò)程，包括熱效應(yīng)，光壓沖擊波作用，光化學(xué)反應(yīng)等。目前大多數(shù)人認(rèn)為，當(dāng)激光功率密度小于 106瓦／ cm2時(shí)，以熱效應(yīng)為主，伴有 ?? 其他效應(yīng)；當(dāng)大于 108瓦／ cm2時(shí)，以沖擊波作用為主，伴有其他效應(yīng)。 激光直接起爆，同前基本都采用脈沖激光短射。具體的有：紅寶石激光、 YAG激光和釹玻璃激光器等。 YAG激光直接起爆裝置國(guó)外已應(yīng)用于大型導(dǎo)彈、魚雷和宇航方面。 ?? Laser 激光警衛(wèi) 光電探測(cè)器 夜色降臨，海面上有一無(wú)形的，視而不見，觸 而不覺的哨兵 紅外激光探測(cè)器監(jiān)視著海面， 當(dāng)有不速之客到來(lái)，光線擋斷，光電探測(cè)器 探測(cè)不到激光而進(jìn)行聲光報(bào)警 Laser ?? 激光封鎖報(bào)警囂 一、激光封鎖報(bào)警原理 對(duì)于邊境要塞、關(guān)卡路口、彈藥庫(kù)、保密室、保險(xiǎn)柜等要害地區(qū)和部位的封鎖可以采用多種方法，但以看不見、摸不著的激光射束封鎖更好。因?yàn)樗Ｃ?、抗干擾性好，激光射束細(xì)而直，方向性好，一般很難發(fā)現(xiàn)它。脈沖激光通過(guò)編碼能有效地識(shí)別和排除干擾。整個(gè)裝置的體積可以縮小到照相機(jī)那樣大小，重量不到一公斤。封鎖的距離從幾米到幾十公里以上，通常都是在敵人闖人必經(jīng)的位置上，設(shè)置一道或幾道不可見的紅外激光封鎖線。闖入者一旦遮擋了光線，設(shè)在值班室的報(bào)警顯示裝置就會(huì)立即以聲響和燈光圖案報(bào)警，提醒守衛(wèi)者注意并采取措施。所以大家稱它為激光封鎖報(bào)警器。 激光封鎖報(bào)管器的工作原理如下圖的方框圖所示。它基本分為現(xiàn)場(chǎng)和值班室兩大部分。 ?? ?? 砷化鎵半導(dǎo)體激光在室溫下是波長(zhǎng) 外激光，脈沖輻射。它可以產(chǎn)生高峰值功率，能量轉(zhuǎn)換效率也比較高。整個(gè)激光器可以做得很小，又能用干電池作激發(fā)電源，所以用的場(chǎng)所最多。它的光束雖然發(fā)放較大，但可以用光學(xué)發(fā)射望遠(yuǎn)鏡或透鏡將發(fā)散角壓縮準(zhǔn)直后經(jīng)發(fā)射裝置再射出去，以便傳的較遠(yuǎn)。 激光射束穿過(guò)被封鎖的區(qū)域，仔像一道無(wú)形的線一樣，由激光接收裝置接收，再經(jīng)光電轉(zhuǎn)換如硅光電二極管將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。它由一根較長(zhǎng)的傳輸線從現(xiàn)場(chǎng)傳至值班室。 光電轉(zhuǎn)換來(lái)的電信號(hào)一般很弱，推不動(dòng)警報(bào)器動(dòng)作，所以要由電子放大處理電路進(jìn)行放大處理和真?zhèn)巫R(shí)別，然后再輸送給報(bào)警顯示裝置。 報(bào)警除了以聲響和燈光圖象顯示報(bào)警外，有的還可把闖人人數(shù)、次數(shù)，是進(jìn)還是出顯示出來(lái)。最新式的還配有夜視和電視錄相裝置，連闖入者的動(dòng)作、面容、形象都一清二楚。 ?? 二、激光封鎖報(bào)警的實(shí)施方案 關(guān)于用激光束封鎖報(bào)警的實(shí)施方案多種多樣，現(xiàn)將常用的幾種介紹如下。 (1)激光發(fā)射和接收可以分開如圖中的方框圖那樣。它們也可以合為一體，在合為一體時(shí)光要來(lái)回定一趟才行，如下圖 (a)所示，否則收不到信號(hào)。要求光束能夠沿原路返回，就要安裝一直角全反射棱鏡，這種棱鏡的結(jié)構(gòu)可以使射來(lái)的光沿原路返回。至于射來(lái)的光是否垂直入射無(wú)關(guān)緊要。但若采用反射鎊反光，不垂直人射時(shí)，就不能保證反射光沿原路返回。 (2)如果需要封鎖的距離很長(zhǎng)，比如國(guó)境線，可以來(lái)用中繼轉(zhuǎn)接的辦法。下圖 (b)所示的激光射束先傳至中繼 1站，中繼 1站接收到光束后，將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)并放大到足夠強(qiáng)度。然后控制站上的激光器發(fā)射同樣波長(zhǎng)的激光束。對(duì)光束的調(diào)制編碼最好變一下，然后傳至中繼 2站。依次類推，直到終端接收器為止。變化編碼的目的是為清楚區(qū)分闖入者遮斷光束的大體區(qū)間范圍。采用中繼轉(zhuǎn)接可以彌補(bǔ)光能長(zhǎng)距離傳播時(shí)的各種衰減。 ?? 3)當(dāng)需要顯示遮斷光線是出還是進(jìn)時(shí)，必須用兩條以上的光線同時(shí)封鎖，如下圖 (c)所示。若光路 1先被遮斷，即闖入；若光線 2先被遮斷，即闖出。 ?? ?? (4)若要求圍繞某一區(qū)域進(jìn)行封鎖時(shí)，可以設(shè)置所謂的 “ 光子圍墻 ” ，如上圖 (d)和要求封鎖 2A→ 2B → 2C → 2D → 2A所圍繞的區(qū)域。圍墻最好是直線形，比如三角形、正方形、矩形等，這里是 2A → 2D → 2C → 2D → 2A所圍的矩形，這樣折轉(zhuǎn)光路用的設(shè)備較少。當(dāng)圍墻需要多處改變光路時(shí)，可以采用平面反射鏡或棱鏡折轉(zhuǎn)。圖中 A、 B、 C、 D分別表示四個(gè)不同位置和方向的闖入。每一方向位置有相應(yīng)的激光器 接收器 報(bào)警系統(tǒng) 3與之相對(duì)應(yīng)。比如 A方向位置的聞人，