激光在军事领域的非凡表现

2017-05-30 10:48高峰
阅读(科学探秘) 2017年4期
关键词:相干性激光测距武器

高峰

激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门高新技术,经过半个多世纪的发展已逐步成熟。由于激光器的特殊构造,激光在发光原理上与普通光有本质的不同。

首先,激光的发射能力强,能量高度集中,所以亮度很高,它比普通光源亮度高亿万倍,比太阳表面的亮度高几百亿倍。亮度是衡量一个光源质量的重要指标,若将中等强度的激光束经过汇聚,可以在焦点产生几千到几万度的高温。

其次,激光发射后发散角非常小,激光射到38万千米的月球上,其光斑直径还不到2千米。

再次,激光的单色性很好。我们都知道,光的不同颜色是由光的不同波长决定的,而激光的波长基本一致,谱线宽度很窄,颜色很纯。由于这个特性,激光在通信技术中应用很广。

最后,激光具有极强的相干性。相干性是所有光波的共性,但由于各种光波的品质不同,导致它们的相干性也有高低之分。普通光是自发辐射光,不会产生干涉现象。激光不同于普通光源,它是受激辐射光,具有极强的相干性。

激光技术用于军事上,不仅可以提高现有常规武器的命中率,而且可为军队提供新型战术武器,从而大大增强军队在现代战争中的作战能力,其应用领域涉及雷达、测距、定向武器、导弹、航空航天、电子对抗等方面,受到各大军事强国的重视,未来有望成为军事技术最活跃的一个领域。

激光侦察是实施激光对抗的先决条件,激光侦察包括激光被动侦察和激光主动侦察两种形式。激光被动侦察是利用激光告警接收机截获、侦察来袭的激光威胁信号,具有波长识别、编码识别和方位识别功能,可截获激光目标指示器和激光测距机发出的激光信号,为实施激光干扰提供决策依据。激光主动侦察是利用激光源向来袭光电威胁目标发射激光探测信号,通过接收目标反射的回波信号,对来袭威胁目标种类进行分析和识别,并探测威胁目标的一些技术参数,一般与激光战术致盲武器配合使用。1991年的“海湾战争”中,美国曾利用这一技术,发现了伊拉克伪装在树林中的坦克和导弹发射架。

激光对抗是侵略与反侵略的交战双方所采取的一种专门对抗方式,目的是保护自己,干扰对方,也就是说,尽量不让对方接收到和自己有关的激光信号,并设法去干扰其接收到的激光信号或回波信号,甚至设法去破坏对方的激光制导系统。它同样分为主动式和被动式两大类,被动式激光对抗主要采取以防为主的原则,事先对一些目标进行伪装防护,做到防患于未然,如激光隐身、烟幕干扰。主动式激光對抗是利用一定的设备,采取一定的方式,以主动还击、干扰、破坏敌方军事装置,使其不能发挥作用,如激光“致僵”武器、激光欺骗干扰、激光噪声干扰、激光致盲干扰、激光摧毁式干扰等。

激光测距在军事上已广泛应用。第一代红宝石激光测距,隐蔽性差(发红光),对人眼有损伤,且效率低,已淘汰。第二代YAG激光测距已广泛使用,但对人眼也有一定损伤。目前正在研发第三代C02气体或固体激光测距,对人眼无伤害,将逐步取代第二代激光测距。目前,发达国家已将激光测距技术用在潜艇的潜望镜中。

激光通讯与无线电通讯相比,具有信息容量大、传送线路多、保密性强、可传送距离远、设备轻便、费用经济等优点,在军事通讯中应用十分广泛。它包括激光大气传输通信、卫星激光通信、光纤通信和水下激光通信等多种方式,对海军来说,水下激光通信尤为重要。另外,在空间通讯领域,选取不被大气吸收的波长的激光,可以克服无线电通讯的一些局限。

激光武器是利用高亮度强激光束携带的巨大能量,摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的高技术新概念武器。激光武器的杀伤破坏效应主要有三种:烧蚀效应、激波效应、辐射效应。它具有速度快、命中精度高、威力大、不易受电磁干扰等优点。激光武器一般分为高能激光武器和低能激光武器两类。高能激光武器又称强激光武器,它是一种大型的激光装置,能在很短的时间内发出高能激光束。击中目标时,极大的光能量被目标吸收,转变为热能,产生几百万度的高温和几百万个大气压的高压,使目标被烧蚀、击穿,甚至引起爆炸。高能激光武器可用于摧毁导弹、卫星、飞机等大型目标。低能激光武器是指发射功率较小的激光轻武器,也叫战术激光武器,如激光枪、激光致盲武器等。主要用于射击单个敌人,使之失明、死亡,丧失战斗力,也可使各种光学瞄准观察器材失灵。目前美国试验的激光武器主要针对无人机、小型舰艇等。

目前,美、俄、英、德、法、以色列等国在激光武器研制方面均已取得长足发展。其中尤以美国的发展最为突出和全面,目前已经具备激光武器的全面部署能力,并有望在未来15年中陆续部署使用天基、机载和地基等各类激光武器。同时,在现代战争中,卫星的作用越来越大。为了争夺制空权,在积极发展卫星技术的同时,各国都利用激光技术发展反卫星武器,即利用激光武器摧毁敌方各种侦察卫星、预警卫星或使其失效。

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