《激光技术》PPT课件.ppt
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1、高科技在军事中的应用第六章第六章 激光技术激光技术第一节第一节 概概 述述第二节第二节 激光在军事上的应用激光在军事上的应用第三节第三节 激光的防护与对抗激光的防护与对抗 第一节第一节 概概 述述一、激光的特性一、激光的特性二、激光器的种类二、激光器的种类一、激光的特性一、激光的特性(一)激光的产生(一)激光的产生(二)激光的特点(二)激光的特点(一)激光的产生(一)激光的产生 物质发光是由构成它的分子、原子、离子等微观粒子发物质发光是由构成它的分子、原子、离子等微观粒子发物质发光是由构成它的分子、原子、离子等微观粒子发物质发光是由构成它的分子、原子、离子等微观粒子发出的。激光也是光,也由微观
2、粒子发出。但激光与普通光有出的。激光也是光,也由微观粒子发出。但激光与普通光有出的。激光也是光,也由微观粒子发出。但激光与普通光有出的。激光也是光,也由微观粒子发出。但激光与普通光有很大区别,普通光源中的微观粒子彼此所发出的光之间毫无很大区别,普通光源中的微观粒子彼此所发出的光之间毫无很大区别,普通光源中的微观粒子彼此所发出的光之间毫无很大区别,普通光源中的微观粒子彼此所发出的光之间毫无关系(如各粒子所发的光方向不同、频率不同等),人们所关系(如各粒子所发的光方向不同、频率不同等),人们所关系(如各粒子所发的光方向不同、频率不同等),人们所关系(如各粒子所发的光方向不同、频率不同等),人们所见
3、的普通光就是由众多发光粒子发出的这种彼此无关的光的见的普通光就是由众多发光粒子发出的这种彼此无关的光的见的普通光就是由众多发光粒子发出的这种彼此无关的光的见的普通光就是由众多发光粒子发出的这种彼此无关的光的集合。集合。集合。集合。而激光则是由一定种类的物质(学术上叫工作物质),而激光则是由一定种类的物质(学术上叫工作物质),而激光则是由一定种类的物质(学术上叫工作物质),而激光则是由一定种类的物质(学术上叫工作物质),在外界能量(由激励源提供)的激发下,经一定的技术处理在外界能量(由激励源提供)的激发下,经一定的技术处理在外界能量(由激励源提供)的激发下,经一定的技术处理在外界能量(由激励源提
4、供)的激发下,经一定的技术处理后发出的。后发出的。后发出的。后发出的。(二)激光的特点(二)激光的特点 与普通光相比,激光具有以下特点:与普通光相比,激光具有以下特点:1 1、方向性好、方向性好 2 2、亮度高、亮度高 3 3、单色性好、单色性好激光的特点方向性好激光的特点方向性好 普通光源(如太阳、电灯等)普通光源(如太阳、电灯等)普通光源(如太阳、电灯等)普通光源(如太阳、电灯等)发光时,向四面八方发散,如应发光时,向四面八方发散,如应发光时,向四面八方发散,如应发光时,向四面八方发散,如应用球面镜或抛物镜,使光源置于用球面镜或抛物镜,使光源置于用球面镜或抛物镜,使光源置于用球面镜或抛物镜
5、,使光源置于镜的焦点上,在镜的反射下,光镜的焦点上,在镜的反射下,光镜的焦点上,在镜的反射下,光镜的焦点上,在镜的反射下,光就能较好地定向发射。通常所用就能较好地定向发射。通常所用就能较好地定向发射。通常所用就能较好地定向发射。通常所用的手电筒和探照灯就是采用了这的手电筒和探照灯就是采用了这的手电筒和探照灯就是采用了这的手电筒和探照灯就是采用了这样的镜,但随着传播距离的增加,样的镜,但随着传播距离的增加,样的镜,但随着传播距离的增加,样的镜,但随着传播距离的增加,光也会很快散开。光也会很快散开。光也会很快散开。光也会很快散开。而激光由于是由工作物质中而激光由于是由工作物质中而激光由于是由工作物
6、质中而激光由于是由工作物质中众多原子或分子所同方向的光集众多原子或分子所同方向的光集众多原子或分子所同方向的光集众多原子或分子所同方向的光集合而成,基本上沿一条直线传播,合而成,基本上沿一条直线传播,合而成,基本上沿一条直线传播,合而成,基本上沿一条直线传播,仅在自身波动本性规定的小角内仅在自身波动本性规定的小角内仅在自身波动本性规定的小角内仅在自身波动本性规定的小角内发散。一束激光传播发散。一束激光传播发散。一束激光传播发散。一束激光传播100100100100米远后,米远后,米远后,米远后,其光斑不及半个小指头(其光斑不及半个小指头(其光斑不及半个小指头(其光斑不及半个小指头(0.50.5
7、0.50.5厘米)厘米)厘米)厘米),传播,传播,传播,传播20202020公里远也不过茶杯口那公里远也不过茶杯口那公里远也不过茶杯口那公里远也不过茶杯口那么大。么大。么大。么大。激光的特点亮度高激光的特点亮度高 激光是当代最亮的光源。激光是当代最亮的光源。激光是当代最亮的光源。激光是当代最亮的光源。在自然光源中,太阳最亮,在自然光源中,太阳最亮,在自然光源中,太阳最亮,在自然光源中,太阳最亮,但激光的亮度远比太阳大。但激光的亮度远比太阳大。但激光的亮度远比太阳大。但激光的亮度远比太阳大。虽然激光的输出功率有限度,虽然激光的输出功率有限度,虽然激光的输出功率有限度,虽然激光的输出功率有限度,但
8、由于其光束细(发散特别但由于其光束细(发散特别但由于其光束细(发散特别但由于其光束细(发散特别小),功率密度大,因而其小),功率密度大,因而其小),功率密度大,因而其小),功率密度大,因而其亮度也特别大。亮度也特别大。亮度也特别大。亮度也特别大。一个输出功一个输出功一个输出功一个输出功率率率率1 1 1 1毫瓦的氦氖激光器所发出毫瓦的氦氖激光器所发出毫瓦的氦氖激光器所发出毫瓦的氦氖激光器所发出的激光亮度,是我们从地面的激光亮度,是我们从地面的激光亮度,是我们从地面的激光亮度,是我们从地面上看到的太阳表面亮度的上看到的太阳表面亮度的上看到的太阳表面亮度的上看到的太阳表面亮度的44444444倍。
9、而高功率化学激光器,倍。而高功率化学激光器,倍。而高功率化学激光器,倍。而高功率化学激光器,其输出功率可达其输出功率可达其输出功率可达其输出功率可达220220220220万瓦。万瓦。万瓦。万瓦。激光的特点单色性好激光的特点单色性好 光的颜色是由光的波长光的颜色是由光的波长决定的,我们平常所说的某决定的,我们平常所说的某一种色光,其波长并不是单一种色光,其波长并不是单一的,是由很多种颜色组成一的,是由很多种颜色组成的混合光。如红光包含了的混合光。如红光包含了0.63-0.670.63-0.67微米范围内各种微米范围内各种波长的光。所谓光的单色性,波长的光。所谓光的单色性,是由一束光所包含的波长
10、范是由一束光所包含的波长范围的大小决定的,波长范围围的大小决定的,波长范围越小,单色性越好,颜色越越小,单色性越好,颜色越纯,反之则差。纯,反之则差。激光是由工作物质中众激光是由工作物质中众多原子或分子等所发频率基多原子或分子等所发频率基本相同的光集合而成,其波本相同的光集合而成,其波长范围窄,故单色性好。长范围窄,故单色性好。二、激光器的种类二、激光器的种类 激光器的种类繁多,可以从不同的角度进行激光器的种类繁多,可以从不同的角度进行分类。分类。pp按激励方式:按激励方式:分为电激励激光器,光泵激光器,分为电激励激光器,光泵激光器,化学反应激励激光器,核能激励激光器等。化学反应激励激光器,核
11、能激励激光器等。pp按运转方式:按运转方式:有单脉冲运转激光器,重复脉冲运有单脉冲运转激光器,重复脉冲运转激光器等。转激光器等。pp按工作波长:按工作波长:有可见光激光器,红外激光器,紫有可见光激光器,红外激光器,紫外光激光器等。外光激光器等。pp按工作物质种类:按工作物质种类:有气体激光器,固体激光器,有气体激光器,固体激光器,半导体激光器,化学激光器等。半导体激光器,化学激光器等。第二节第二节 激光在军事上的应用激光在军事上的应用 激光在军事上的应用十分广泛,从测距到制激光在军事上的应用十分广泛,从测距到制激光在军事上的应用十分广泛,从测距到制激光在军事上的应用十分广泛,从测距到制导,从侦
12、察到告警,涉及的面越来越广泛,在战导,从侦察到告警,涉及的面越来越广泛,在战导,从侦察到告警,涉及的面越来越广泛,在战导,从侦察到告警,涉及的面越来越广泛,在战争中的地位和作用越来越重要。争中的地位和作用越来越重要。争中的地位和作用越来越重要。争中的地位和作用越来越重要。目前,激光在军目前,激光在军目前,激光在军目前,激光在军事上主要用于激光测距、激光雷达、激光侦察与事上主要用于激光测距、激光雷达、激光侦察与事上主要用于激光测距、激光雷达、激光侦察与事上主要用于激光测距、激光雷达、激光侦察与告警、激光制导、激光通信及激光武器等方面。告警、激光制导、激光通信及激光武器等方面。告警、激光制导、激光
13、通信及激光武器等方面。告警、激光制导、激光通信及激光武器等方面。一、激光测距一、激光测距 激光测距的原理是:激光测距的原理是:通过向目标发射激光信通过向目标发射激光信号,根据激光信号往返号,根据激光信号往返于测点与目标之间所用于测点与目标之间所用的时间而求出距离的。的时间而求出距离的。可用于地形测量,战场可用于地形测量,战场前沿测距,坦克及火炮前沿测距,坦克及火炮的测距,测量云层、飞的测距,测量云层、飞机、导弹及卫星的高度机、导弹及卫星的高度等。等。地炮激光测距仪地炮激光测距仪 它是在军事上最先得到实际应用的激光技术。20世纪60年代末,激光测距仪开始装备部队,现已研制生产出多种类型大都采用钇
14、铝石榴石激光器,测距精度为5米左右。由于它能迅速准确地测出目标距离,广泛用于侦察测量和武器火控系统。二、激光雷达二、激光雷达 利用激光束搜索、跟踪和测量活动目标,激光利用激光束搜索、跟踪和测量活动目标,激光利用激光束搜索、跟踪和测量活动目标,激光利用激光束搜索、跟踪和测量活动目标,激光雷达的工作原理和微波雷达相似,都是利用电磁波雷达的工作原理和微波雷达相似,都是利用电磁波雷达的工作原理和微波雷达相似,都是利用电磁波雷达的工作原理和微波雷达相似,都是利用电磁波照射目标并接收回波的方法,发现、识别和指示目照射目标并接收回波的方法,发现、识别和指示目照射目标并接收回波的方法,发现、识别和指示目照射目
15、标并接收回波的方法,发现、识别和指示目标的,只是工作波段不同。标的,只是工作波段不同。标的,只是工作波段不同。标的,只是工作波段不同。激光雷达相比无线电雷达,由于激光发散角小,方向性好,因此其测量精度大幅度提高。由于同样的原因,激光雷达不存在“盲区”,因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量。但由于大气的影响,激光雷达并不适宜在大范围内搜索,还只能作为无线电雷达的有力补充。三、激光制导三、激光制导 应用激光作为跟应用激光作为跟踪目标和传输信息的踪目标和传输信息的手段,将导弹、炮弹、手段,将导弹、炮弹、航空炸弹等导向目标航空炸弹等导向目标的技术。的技术。激光制导具激光制导具有命中精度高、抗电有命中
16、精度高、抗电磁干扰能力强等优点,磁干扰能力强等优点,因而得到广泛应用,因而得到广泛应用,是精确制导武器的一是精确制导武器的一种重要制导方式。种重要制导方式。海湾战争中海湾战争中海湾战争中海湾战争中F-15EF-15EF-15EF-15E投射投射投射投射GBU-12GBU-12GBU-12GBU-12激光制导炸弹激光制导炸弹激光制导炸弹激光制导炸弹 激光制导武器精度高、结构比较简单、不易受电磁干扰,在精确制导武器中占有重要地位。70年代初,美国研制的激光制导航空炸弹在越南战场首次使用。80年代以来,激光制导导弹和激光制导炮弹的生产和装备数量也日渐增多。四、激光通信四、激光通信 激光通信是把光作为
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