【文章內(nèi)容簡介】 光特性激光有很多特性：首先，激光是單色的，或者說是單頻的。有一些激光器可以同時(shí)產(chǎn)生不同頻率的激光，但是這些激光是互相隔離的，使用時(shí)也是分開的。其次，激光是相干光。相干光的特征是其所有的光波都是同步的，整束光就好像一個(gè)“波列”。再次，激光是高度集中的，也就是說它要走很長的一段距離才會出現(xiàn)分散或者收斂的現(xiàn)象。激光主要有四大特性：激光高亮度、高方向性、高單色性和高相干性。激光的高亮度：固體激光器的亮度更可高達(dá)1011W／cm2Sr。不僅如此，具有高亮度的激光束經(jīng)透鏡聚焦后，能在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生數(shù)千度乃至上萬度的高溫，這就使其可能可加工幾乎所有的材料。激光的高方向性：激光的高方向性使其能在有效地傳遞較長的距離的同時(shí)，還能保證聚焦得到極高的功率密度，這兩點(diǎn)都是激光加工的重要條件激光的高單色性：由于激光的單色性極高，從而保證了光束能精確地聚焦到焦點(diǎn)上，得到很高的功率密度。激光的高相干性：相干性主要描述光波各個(gè)部分的相位關(guān)系。正是激光具有如上所述的奇異特性因此在工業(yè)加工中得到了廣泛地應(yīng)用。 目前激光已廣泛應(yīng)用到激光焊接、激光切割、激光打孔（包括斜孔、異孔、膏藥打孔、水松紙打孔、鋼板打孔、包裝印刷打孔等）、激光淬火、激光熱處理、激光打標(biāo)、玻璃內(nèi)雕、激光微調(diào)、激光光刻、激光制膜、激光薄膜加工、激光封裝、激光修復(fù)電路、激光布線技術(shù)、激光清洗等。經(jīng)過30多年的發(fā)展，激光現(xiàn)在幾乎是無處不在，它已經(jīng)被用在生活、科研的方方面面：激光針灸、激光裁剪、激光切割、激光焊接、激光淬火、激光唱片、激光測距儀、激光陀螺儀、激光鉛直儀、激光手術(shù)刀、激光炸彈、激光雷達(dá)、激光槍、激光炮…… 激光技術(shù)在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用激光武器是一種利用定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效的定向能武器。根據(jù)作戰(zhàn)用途的不同，激光武器可分為戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器兩大類。武器系統(tǒng)主要由激光器和跟蹤、瞄準(zhǔn)、發(fā)射裝置等部分組成，目前通常采用的激光器有化學(xué)激光器、固體激光器、CO2激光器等。激光武器具有攻擊速度快、轉(zhuǎn)向靈活、可實(shí)現(xiàn)精確打擊、不受電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)，但也存在易受天氣和環(huán)境影響等弱點(diǎn)。激光武器已有30多年的發(fā)展歷史，其關(guān)鍵技術(shù)也已取得突破，美國、俄羅斯、法國、以色列等國都成功進(jìn)行了各種激光打靶試驗(yàn)。目前低能激光武器已經(jīng)投入使用，主要用于干擾和致盲較近距離的光電傳感器，以及攻擊人眼和一些增強(qiáng)型觀測設(shè)備；高能激光武器主要采用化學(xué)激光器，按照現(xiàn)有的水平，今后5—10年內(nèi)可望在地面和空中平臺上部署使用，用于戰(zhàn)術(shù)防空、戰(zhàn)區(qū)反導(dǎo)和反衛(wèi)星作戰(zhàn)等。 為了滿足軍事應(yīng)用的需要，主要發(fā)展了以下5項(xiàng)激光技術(shù)：①激光制導(dǎo)技術(shù)：激光制導(dǎo)武器精度高、結(jié)構(gòu)比較簡單、不易受電磁干擾，在精確制導(dǎo)武器中占有重要地位[6]。70年代初，美國研制的激光制導(dǎo)航空炸彈在越南戰(zhàn)場首次使用。80年代以來，激光制導(dǎo)導(dǎo)彈和激光制導(dǎo)炮彈的生產(chǎn)和裝備數(shù)量也日漸增多。②激光測距技術(shù)：它是在軍事上最先得到實(shí)際應(yīng)用的激光技術(shù)。20世紀(jì)60年代末，激光測距儀開始裝備部隊(duì),現(xiàn)已研制生產(chǎn)出多種類型，大都采用釔鋁石榴石激光器，測距精度為177。5米左右。由于它能迅速準(zhǔn)確地測出目標(biāo)距離，廣泛用于偵察測量和武器火控系統(tǒng)。③激光通信技術(shù)：激光通信容量大、保密性好、抗電磁干擾能力強(qiáng)。光纖通信已成為通信系統(tǒng)的發(fā)展重點(diǎn)。機(jī)載、星載的激光通信系統(tǒng)和對潛艇的激光通信系統(tǒng)也在研究發(fā)展中。 ④激光模擬訓(xùn)練技術(shù)：用激光模擬器材進(jìn)行軍事訓(xùn)練和作戰(zhàn)演習(xí)，不消耗彈藥，訓(xùn)練安全，效果逼真。現(xiàn)已研制生產(chǎn)了多種激光模擬訓(xùn)練系統(tǒng)，在各種武器的射擊訓(xùn)練和作戰(zhàn)演習(xí)中廣泛應(yīng)用。此外，激光核聚變研究取得了重要進(jìn)展，激光分離同位素進(jìn)入試生產(chǎn)階段，激光引信、激光陀螺已得到實(shí)際應(yīng)用。 激光制導(dǎo)一、激光制導(dǎo)原理所謂激光制導(dǎo)技術(shù)，就是利用激光跟蹤、測量和傳輸?shù)氖侄慰刂坪蛯?dǎo)引導(dǎo)彈飛向目標(biāo)的技術(shù)。激光器發(fā)出照射目標(biāo)的激光波束，激光接收裝置接收目標(biāo)反射的光波，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和信息處理，得出目標(biāo)的位置參數(shù)信號，再經(jīng)信號變換用以跟蹤目標(biāo)和控制導(dǎo)彈的飛行。有的激光制導(dǎo)系統(tǒng)還用激光傳輸控制導(dǎo)彈的指令。二、激光制導(dǎo)方式激光制導(dǎo)分為激光駕束制導(dǎo)和激光尋的制導(dǎo)兩種方式:（1）激光駕束制導(dǎo) 以瞄準(zhǔn)線作為坐標(biāo)基線，將激光束在垂直平面內(nèi)進(jìn)行空間位置編碼發(fā)射，彈上的尋的器接收激光信息并編碼，測出導(dǎo)彈偏離瞄準(zhǔn)線的方向和大小，形成控制信號，控制導(dǎo)彈沿瞄準(zhǔn)線飛行，直至擊中目標(biāo)。（2）激光尋的制導(dǎo) 由彈外或彈上的激光束照射在目標(biāo)上，彈上的激光尋的器利用目標(biāo)漫反射的激光，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤和控制導(dǎo)彈。按激光光源所在位置，激光尋的制導(dǎo)分為被動(dòng)尋的、主動(dòng)尋的和半主動(dòng)尋的三種方式[7]。如果尋的頭所探測的是目標(biāo)本身的輻射，或目標(biāo)對自然界存在的某種輻射的反射，則稱系統(tǒng)為被動(dòng)尋的式制導(dǎo)導(dǎo)彈。如果信號源不是目標(biāo)本身，而是裝在導(dǎo)彈上的目標(biāo)照射器或目標(biāo)指示器，則屬于主動(dòng)尋的式制導(dǎo)。如果輻射源既不是目標(biāo)本身，也不是安裝在導(dǎo)彈上的目標(biāo)指示器，而是另外的可見光、紅外或無線電波源，導(dǎo)彈上的純被動(dòng)傳感器接收由目標(biāo)反射的信號，從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的跟蹤，則稱為半主動(dòng)尋的式制導(dǎo)。迄今為止，只有照射光束在彈外的激光半主動(dòng)尋的制導(dǎo)系統(tǒng)得到了應(yīng)用。多年來，半主動(dòng)尋的制導(dǎo)武器已在多次戰(zhàn)爭中大量使用，其命中率常在90%以上，比常規(guī)武器高很多。半主動(dòng)尋的制導(dǎo)系統(tǒng)由彈上的激光尋的器和彈外的激光目標(biāo)指示器組成，特點(diǎn)是精度高，抗干擾能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，可與其他系統(tǒng)兼容使用。目前，這類武器主要有航空炸彈，導(dǎo)彈，和炮彈等。（3）激光半主動(dòng)尋的式制導(dǎo)導(dǎo)彈激光半主動(dòng)尋的式制導(dǎo)導(dǎo)彈包括激光半主動(dòng)尋的器和導(dǎo)彈主艙兩部分。其中尋的器由光學(xué)頭罩、探測儀、前置放大器、陀螺光學(xué)裝置及電子設(shè)備等部分組成。光學(xué)頭罩是導(dǎo)彈頭部的光學(xué)系統(tǒng)，通常包括聚光器和窄帶濾波器，后者只允許激光目標(biāo)照射器的工作波長透過。頭罩的作用是對尋的器中的其他部件提供保護(hù)；收集由目標(biāo)反射的激光能量，并將其會聚到探測器上。探測器多采用四象限形式。被目標(biāo)反射的激光由光學(xué)系統(tǒng)會聚其上，形成一個(gè)圓形光斑。轉(zhuǎn)變成電信號后由電子裝置進(jìn)行放大和比較處理，并將輸出反饋給自動(dòng)駕駛儀或控制系統(tǒng)。導(dǎo)彈主艙包括戰(zhàn)斗部、制導(dǎo)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及推進(jìn)裝置[8]。導(dǎo)彈戰(zhàn)斗部是裝有某種彈藥的大型錐體，它是執(zhí)行打擊任務(wù)的核心部件。制導(dǎo)系統(tǒng)包括自動(dòng)駕駛儀、陀螺儀、電池、燃料儲存器等組件，它接受來自激光半主動(dòng)尋的頭的目標(biāo)跟蹤指令，并向?qū)椏刂葡到y(tǒng)提供穩(wěn)定性和操縱指令?？刂葡到y(tǒng)通常由塑料傳動(dòng)體及尾翼組成，根據(jù)制導(dǎo)系統(tǒng)的指令依靠燃料燃燒所提供的動(dòng)力控制傳動(dòng)系統(tǒng)使尾翼運(yùn)動(dòng)，驅(qū)使導(dǎo)彈射向目標(biāo)。推進(jìn)裝置由巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生推力，將導(dǎo)彈與發(fā)射導(dǎo)軌分離，并產(chǎn)生足夠的加速度，使導(dǎo)彈在敵方目標(biāo)的防御武器射程之外進(jìn)行發(fā)射時(shí)，能以最短飛行時(shí)間對其實(shí)施攻擊。（4）激光制導(dǎo)武器激光制導(dǎo)炸彈和炮彈激光制導(dǎo)炸彈是在上世紀(jì)六十年代中期開始發(fā)展起來的。激光制導(dǎo)炸彈，顧名思義，就是與常規(guī)自由落體炸彈相比，這種炸彈利用激光的直線傳播特性進(jìn)行制導(dǎo)，以增強(qiáng)炸彈落點(diǎn)的精確度。具體過程為，載機(jī)借助于“激光目標(biāo)指示器”，把激光束投射到目標(biāo)上，激光束在目標(biāo)表面產(chǎn)生漫反射，總會有一部分激光反射到激光制導(dǎo)炸彈上，被炸彈的“尋的器”所接收，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行換算，再控制炸彈的飛行舵調(diào)整炸彈航向，直至精確命中目標(biāo)。激光制導(dǎo)武器的優(yōu)勢與劣勢激光制導(dǎo)武器具有具有結(jié)構(gòu)簡單、作戰(zhàn)實(shí)效成本低、抗干擾性能好、最明顯的優(yōu)勢還是廉價(jià)，激光制導(dǎo)武器是最廉價(jià)的精確制導(dǎo)武器之一。例如，從成本來看，雖然一枚激光制導(dǎo)炸彈是普通航彈的3—4倍，但是從效費(fèi)比來看，反倒比常規(guī)航彈要高。與此同時(shí)，激光制導(dǎo)武器也有著相當(dāng)致命的弱點(diǎn)：受天氣和戰(zhàn)場條件影響大，尤其是戰(zhàn)場上的硝煙、塵埃嚴(yán)重影響激光的傳輸，從而使激光制導(dǎo)武器偏離目標(biāo)；空襲飛機(jī)上的激光發(fā)射器要不斷發(fā)射激光，使激光始終照射在目標(biāo)上，從而使空襲飛機(jī)較長時(shí)間暴露于防空火力之下，降低了生存能力；激光光束狹窄，搜索能力較差。激光制導(dǎo)技術(shù)發(fā)展趨勢 目前，世界各軍事強(qiáng)國都紛紛加強(qiáng)激光制導(dǎo)武器的研制。從激光制導(dǎo)技術(shù)的發(fā)展來看，其多樣化的發(fā)展趨勢十分明顯： 智能化———讓激光主動(dòng)尋的。主動(dòng)尋的器是各類制導(dǎo)武器的追求目標(biāo)，要實(shí)現(xiàn)主動(dòng)尋的制導(dǎo)就必須把除發(fā)射架外的全部制導(dǎo)設(shè)備都裝在導(dǎo)彈上，這一困難有賴于技術(shù)的進(jìn)步才能解決。此外，激光自動(dòng)目標(biāo)識別也有待進(jìn)一步突破，采用成像尋的器，能提高探測和判別多目標(biāo)的能力，通過識別目標(biāo)的要害部位，進(jìn)行精確打擊，實(shí)現(xiàn)智能尋的制導(dǎo)。 遠(yuǎn)程化———增大作用距離。目前的激光半主動(dòng)尋的制導(dǎo)作用距離一般在10 千米左右，在現(xiàn)代化武器作戰(zhàn)的今天，這一距離是比較靠近敵人的，對激光發(fā)射的安全性很不利。因此，增大激光制導(dǎo)作用距離十分必要。 小型化———減小制導(dǎo)系統(tǒng)的體積和重量。由于制導(dǎo)系統(tǒng)是彈頭的一部分，減小這一部分的體積和重量具有重要意義，它有利于提高制導(dǎo)武器的機(jī)動(dòng)能力和作用距離，增大彈頭的有效載荷，增強(qiáng)武器的殺傷力。 復(fù)合化———著力發(fā)展復(fù)合制導(dǎo)。多模式復(fù)合制導(dǎo)是在導(dǎo)彈飛行的各個(gè)階段可同時(shí)采用兩種或兩種以上制導(dǎo)方式共同完成制導(dǎo)任務(wù)的先進(jìn)技術(shù)?，F(xiàn)代戰(zhàn)爭中，由于戰(zhàn)場環(huán)境千變?nèi)f化，激光制導(dǎo)炸彈極易受戰(zhàn)場煙霧、云層和沙塵等因素影響，為提高武器系統(tǒng)的可靠性，減少失效概率，發(fā)展復(fù)合制導(dǎo)勢在必行。 此外，激光制導(dǎo)武器還在向采用對人眼安全波段、新的激光編碼方式、以及標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化方向發(fā)展。 激光雷達(dá)（包括激光測速及測距）工作在紅外和可見光波段的雷達(dá)稱為激光雷達(dá)。它由激光發(fā)射機(jī)、光學(xué)接收機(jī)、轉(zhuǎn)臺和信息處理系統(tǒng)等組成，激光器將電脈沖變成光脈沖發(fā)射出去，光接收機(jī)再把從目標(biāo)反射回來的光脈沖還原成電脈沖，送到顯示器。用激光器作為發(fā)射光源，采用光電探測技術(shù)手段的主動(dòng)遙感設(shè)備。激光雷達(dá)是激光技術(shù)與現(xiàn)代光電探測技術(shù)結(jié)合的先進(jìn)探測方式[9]。由發(fā)射系統(tǒng)、接收系統(tǒng)、信息處理等部分組成。發(fā)射系統(tǒng)是各種形式的激光器，如二氧化碳激光器、摻釹釔鋁石榴石激光器、半導(dǎo)體激光器及波長可調(diào)諧的固體激