主题：【原创】侃侃半导体激光器（一） -- imres

3　固体激光技术国外军用现状

3.1　靶场、空间测量

　　七十年代，以PATS系统为代表的YAG脉冲激光跟踪测量雷达已投入使用，目前导弹发射初始段和飞行姿态测量技术已比较成熟。将锁模Q开关固体激光器用于多个天文台进行测卫、测月研究，其测距精度为毫米量级。今后研究工作的重点将集中于多目标测量、真假目标识别和常规武器试验中暗、小、快、低、多为特点的目标测量。

3.2　预警探测和反导精密跟瞄

　　现代高技术战争中的一个重要特点是远程精确打击。巡航导弹的防御成为迫切需要。为此美国九十年代以来大力研究由红外搜索/跟踪(IRST)和激光雷达组成的主动/被动相结合的光电预警探测传感器系统。不仅提供精确的距离信息，而且快速地估算出目标弹道轨迹。美国的“眼镜蛇球”(Cobra Ball)预警机(RC-135S)已加装了测距能力达400km以上的YAG测距机，并于1998年服役，同时还将在2006年布置的YAC-1机载激光武器系统上使用。美国林肯实验室和海军空战中心为其战区导弹防御系统研制的“门警”系统(Gatekeeper)也采用了IRST加激光雷达的体制。其激光雷达采用Nd∶YAG激光泵浦的KTP光参量振荡器作辐射源，工作波长1.571μm，脉冲能量600mJ，脉宽10ns，光束发散角20μrad。直接探测方式工作，作用距离100～1000km，测距精度为1m，跟踪精度5μrad。目前该系统正在试用，拟将其装备于E-2C、S-3和E-3预警机并与战区C3网络联网。

　　林肯实验室为“火池”激光雷达实验场研制的二极管泵浦Q开关Nd∶YAG直接探测激光雷达，非合作目标时测Delta卫星，距离分辨率为1m。

3.3　目标成像识别

　　利用激光束高空间分辨率成像特征对低观测性目标进行探测和识别，是军用激光雷达的重要应用，也是近几年激光雷达研制的重点项目。研究的重点向全固态激光成像转移，以满足机载、车载和弹载目标探测、侦察和制导的需求。目前，高重频光源，快速二维扫描和高速图像处理等关键技术已经解决，并研制出若干样机。

3.4　精确制导

　　半主动激光制导和驾波束制导的YAG激光跟踪/目标指示器已大量装备并应用于实战。今后精确制导用的激光器将逐步换代成DPSSL。

　　激光雷达主动制导导弹具有“发射后不管”和攻击远距离目标的能力，是激光制导武器的发展方向。美国空军怀特实验室正在研制这种激光雷达寻的器，采用工作于1微米波长附近的非制冷的二极管泵浦固体激光器。激光雷达要求的自主目标截获算法要比红外成像系统简单得多，因而是一种更可靠的寻的技术。新一批使用这种精确制导技术的将是“小型灵巧炸弹(SSB)”。美国雷声公司和道格拉斯宇宙公司分别为空射巡航导弹研制了激光制导雷达样机，用于巡航导弹防撞和末制导，现已装备AGM-129战斧式巡航导弹。此外，美国Hercules防御电子系统公司和Schwartz电光公司分别研制了武器制导用的二极管泵浦固体激光成像雷达和二极管激光成像雷达，1992年已研制样机并进行了成像试验。

3.5　火　控

　　各种火炮和导弹系统都可配备激光测距机/目标指示器，提高首发命中率，其型号繁多，已大量装备部队。

战场用测距机由采用原来的1.06μm激光器转向人眼安全激光器。美国八十年代研制的LANTIRN机载目标瞄准吊舱已大量装备F-15、F-16等先进战机并在海湾战争等作战中发挥了重要作用。LANTIRN 2000通过选用三代前视红外传感器和可工作在12200m高度的先进二极管泵浦固体激光器，使其指示目标和测距的能力得以提高。经演示，该激光器较以前可靠性提高，工作时间加长，这将降低系统成本。

3.6　直升机避障雷达

　　碰撞电力线、铁塔等近地低观测性目标，是造成武装直升机事故的主要原因。直升机避障雷达主要采用半导体成像激光雷达和DPSSL成像激光雷达，九十年代中期研制出样机。

3.7　化学战剂监测和局部风场测量

　　将激光雷达技术与光谱分析技术相结合进行化学战剂监测，探测灵敏度高，可以实时遥测和显示。波长可调谐激光器为多种化学战剂监测提供了理想的光源，整机正处于研制阶段。

　　局部风场测量主要是采用脉冲相干多普勒激光雷达测量小范围风速分布，特别是水平风速切变，以修正弹道和防止飞机失控。地基和机载测风相干激光雷达采用二极管泵浦2μm固体激光器，最近Coherent技术公司研制出2μm高功率激光发射机(500mJ/脉，10Hz，400～500ns)将用于星载风测量。

3.8　水下目标探测

　　利用蓝绿激光在水中传输窗口效应，从机载平台上对水下目标(水雷和潜艇)快速探测和定位的双频扫描激光雷达现已开始装备，比较典型的产品是美国Kaman公司研制的“幻灯”激光水雷探测系统和Northrop公司研制的ALARMS系统，前者已用于海湾战争，探测深度约30m。美国国防关键计划中拟将蓝绿光水雷探测技术作为保持制海优势的重要项目之一进行研究。

3.9　激光红外对抗、激光武器

　　在现代局部战争中，具有强抗干扰能力的红外成像制导导弹已成为最具威协的武器之一。据统计，海湾战争中，75%的被击落飞机是被红外制导导弹击落的。用激光器做导向红外对抗的干扰源，可有效对抗新一代红外制导导弹。美国、英国研制的导向红外对抗(DIRCM)系统目前正处于工程开发阶段。其初级系统用闪光灯作干扰源。1999年初美国空军为DIRCM选定了低阈值周期性极化铌酸锂腔内光学参量振荡器作为其升级系统干扰源。

　　中、小功率的用于人眼和传感器致盲的激光干扰机已装备部队，在海湾战争中美国曾将两台“鱼　工鱼”(stingray)反传感器激光干扰机运往伊拉克。美国国防部高级研究计划局正在实施的战术激光武器方案，计划研制二极管泵浦的板条激光器，单脉冲激光输出能量10J，最高重复频率100Hz。

3.10　激光通信

　　在激光对潜通信方面，美国的长远目标是对潜战略激光通信，阶段成果即机载战术激光对潜通信。1991年美国海军成功地进行了飞机与潜艇间的激光双路通信实验，1993年该项目的研究重点转向星载对潜通信。由于预算紧缩、技术难度大、研制目标从冷战上转移等原因，1993年该项目被美国海军终止。

　　在激光卫星间通信方面，美国已经从理论研究发展到应用基础研究试验阶段。1985年，美国启动激光卫星间传输实验(LITE)项目。研究目的是地球同步轨道(GEO)和低轨道(LEO)之间以及卫星通过高空飞机和地面之间的激光通信。最近，Contraves Space公司为不同的卫星网络布局设计了激光通信终端系列，采用二极管泵浦固体激光器作光源，首台已于1997年建成，另外两台终端将于1999年搭载的LEO空间飞行器上，在轨道上进行全高数据率传输演示。

另外据称，我国台湾当局把光电子技术作为发展重点，列在“六年计划”八大关键技术之首位。已研制出配有激光近炸引信的第三代短程“天弓”Ⅰ型空空导弹和采用半主动雷达制导/红外末制导的“天弓”Ⅱ型中程空空导弹，还研制出CS/SPG-24火控雷达的光电成像跟踪器、CS/MP-78近空火控雷达的光电跟踪器、光电跟踪指挥仪、激光成像雷达等。