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激光武器原理、作用及分类介绍(激光武器的作用原理)

发布:2024-06-28 浏览:42

核心提示:ATL是美国近期研制的概念性机载战术激光武器系统。ATL系统对每个目标逐一进行攻击,使其失去战斗力。这些目标可能包括数量不等的导弹发射器、迫击炮系统、机枪、光电装置、天线装置、车辆轮胎和武装士兵。2002年,美军成功利用其与以色列新研制的机动战术高能激光武器击中了空中高速飞行的炮弹。经过30多年的研究,激光武器已日趋成熟,未来将在战场上发挥越来越重要的作用。目前,低能激光武器已投入使用,主要用于较近距离干扰和致盲光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观察设备。俄罗斯轻武器专家利用最新的半导体技术和曲面光学技

ATL是美国近期研制的概念性机载战术激光武器系统。
ATL系统对每个目标逐一进行攻击,使其失去战斗力。
这些目标可能包括数量不等的导弹发射器、迫击炮系统、机枪、光电装置、天线装置、车辆轮胎和武装士兵。
2002年,美军成功利用其与以色列新研制的机动战术高能激光武器击中了空中高速飞行的炮弹。
经过30多年的研究,激光武器已日趋成熟,未来将在战场上发挥越来越重要的作用。
目前,低能激光武器已投入使用,主要用于较近距离干扰和致盲光电传感器,以及攻击人眼和一些增强型观察设备。
俄罗斯轻武器专家利用最新的半导体技术和曲面光学技术,研制出一种供特种部队使用的微型激光武器。
这种新武器可广泛应用于特种部队作战、反恐作战和维和行动。
俄罗斯特种部队在车臣战争中利用这种低能量激光武器瞬间麻痹武装匪徒,被绑手榴弹的被劫持女记者也成功获救。
这是激光武器首次应用于实战。
激光武器的发展是多方面的,各国都在加紧研究天基激光武器、机载激光武器、地基反卫星激光武器、战术高能激光武器等。
其中最引人瞩目的当然是建立激光综合防御系统,这是基于以上研究成果的综合配置,但各国普遍反对建立天基激光武器系统,因为激光武器的强大威力可以让一些军事强国随心所欲地实时打击地球上的任意目标,科技的进步给人类的生存和发展带来了巨大的挑战。
激光武器系统一般由高能激光器、精确瞄准跟踪系统和控制与发射系统等组成。
激光武器是多学科交叉的高技术武器装备,其发展的关键技术是:解决上述技术问题是使激光武器()实用化的关键。
激光武器的另一项重要技术是反射镜技术。
对于远程硬杀伤激光武器,需要大口径的反射镜将高能激光束透射并会聚到目标上。
反射镜要求口径大、反射率高、面形好、具有自适应调节能力。
实用化的武器装备一般具备以下条件:性能稳定性好、环境适应能力强、机动性好、使用成本低、安全性高。
激光器是激光武器的核心部件,因此激光武器的性能主要由激光器的性能决定。
传统上,激光武器主要按照激光器的类型进行分类。
激光器的种类很多,有固体激光器、气体激光器、半导体激光器、自由电子激光器、化学激光器、染料激光器、光纤激光器、准分子激光器、色心激光器等等。
目前,可以用作激光武器的激光器有化学激光器、气体激光器、固体激光器等等,其中只有少数几种大功率类型的激光器可以发展成为激光武器。
化学激光器是利用工作物质发生化学反应所释放的能量,激发工作物质产生激光。
可以用作激光武器的化学激光器有氟化氘激光器、氟化氢激光器、氧碘激光器等。
化学激光器具备激光武器所要求的很多特点:比能量高(可达500~1000J/g);容易制成大功率激光器(可以制成数百万瓦或数千万瓦的激光器);光束质量好;不需要外接电源等等。
尤其是氟化氘激光器,其输出波长为μm,大气传输特性好。
化学激光器的主要缺点是会发射有害气体。
适合用作激光武器的气体激光器主要有气动CO2激光器和电激励CO2激光器。
CO2激光器发射功率可达兆瓦级以上,波长位于大气窗口(μm),光束穿透性好。
气动CO2激光器是利用气体动力学原理,通过燃烧压缩的CO2和O2产生高压CO2气体,再绝热膨胀产生激光。
气动CO2激光器输出功率高,但体积大,能量转换效率低,光束质量不高。
另一种CO2气体激光器是电激励CO2激光器,它通过放电激励CO2、N2、He、XeH2O等组成的混合气体,输出激光。
电激励CO2激光器具有输出功率高、能量转换效率高、结构简单、技术成熟等优点。
缺点是电源技术不完善,光束质量不高。
用固体激光器制成的激光武器适合做软杀伤武器,所能达到的平均输出功率在千瓦或万瓦级,可毁坏10公里内的光电探测设备和目标指示设备,使人的眼睛暂时或永久失明。
固体激光器体积小、重量轻、性能稳定,适合制作便携式、车载式、机载式轻型战术激光武器。
目前采用条状Nd:YAG激光器,可在8公里内对设备和人员实施软杀伤。
激光武器主要由激光器、光学系统和光束控制系统组成,其关键技术包括激光技术、光学元件制造技术和光学控制技术等。
激光器是激光武器的核心,技术难点在于既要有大功率,又要有小体积。
拦截数百公里外高空的助推段弹道导弹需要兆瓦级的功率,而战术防空激光武器则要求功率~1兆瓦。
美国BMD计划目前正在研制的激光武器主要是化学激光器,如美国空军的机载激光器(ABL)采用氧碘激光器,美国陆军的通用区域防御综合反导(GARDIAN)激光武器系统将采用氟化氘中红外化学激光器(MIRACL),美国与以色列联合研制的鹦鹉螺战术防空激光武器则可能采用拉斐尔公司正在研制的二氧化碳激光器。
(1)自适应光学技术:大气湍流会造成激光束的相位畸变,必须采用自适应光学技术进行补偿。
自适应光学系统的主要部件有波前传感器、相位重构器和可变形镜。
美国空军机载激光器的自适应光学系统需要每秒测量约1000次大气湍流引起的畸变,并据此调整可变形镜。
(2)精确瞄准跟踪技术:由于目标飞行速度很快,激光束不仅要准确瞄准,还必须在一定时间内锁定目标,因此对瞄准跟踪系统的要求很高。
对于射程几百公里的机载激光器,要求的精度应小于1微弧度。

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