正在太空使用时其测距仪的最大测程可达500km;若采用0.53μm的倍频Nd∶YAG激光器

正在太空使用时其测距仪的最大测程可达500km;若采用0.53μm的倍频Nd∶YAG激光器

轻型便携式脉冲激光测距仪包罗步卒和炮兵侦查用的手持式以及前沿侦查和前沿对空节制(FAC)双用处的激光测距仪―方针器。对上述用处的系统,要求灵活矫捷、反复轻、体积小、用电池组做电源、靠得住性和维修性高以及单一产物的成本低等。次要手艺机能:最大测程4~10km,测距精度±10m,反复频次为单次,束散角1~2mrad。值得关心的的是,因为上述激光测距仪及其系统常取其他友军亲近共同做和且不带拆甲部队大范畴锻炼以及无合做方针、操做手不带防护目镜等,人眼平安极为主要。因而,这类脉冲激光测距仪已逐步由配备Nd∶YAG激光测距仪改为喇曼频移Nd∶YAG和Er∶玻璃1.54μm的人眼平安激光测距仪。

正在现代和平中,由以前单一的步卒、炮兵做和成长到有步卒、炮兵和海军陆和队构成的特种部队结合做和,兵器系统也由单一的地炮、高炮逐步采用多功能分析高手艺。因而激光测距仪也由单一测距功能的便携式、手持式成长到激光测距、红外对准的日夜不雅测仪以及激光测距、方针、红外对准的激光红外方针器等。如美国光电公司采用Er∶玻璃激光器的小型激光红外不雅测仪(MELIOS)是现代较先辈激光测距仪的代表。

据外刊报道,美国休斯公司采用喇曼频移Nd∶YAG激光测距、电视摄像和红外成像构成的坦克、拆甲车激光测距仪系统是目前最新型的设备。可是这种系统若采用1.06μm的Nd∶YAG激光测距,虽然正在测距仪上拆上衰减滤光片,对合做方针测距锻炼时已根基达到人眼平安要求,而经论证后的坦克和步卒做和的操做人员及批示、做和人员应采纳人眼平安办法,或者采用人眼平安的1.54μm激光波长测距,从底子上实现对人眼平安的要求。

②能取8~12μm波段内的典型热成像系统兼容并可共用领受光学系统和探测器,能无效实现热成像仪能探测到的绝大大都方针;

水面舰载脉冲激光测距仪正在手艺机能目标方面取车载火控和对空防御激光测距仪不异,正在利用方面要顺应舰载海空、海面以及海上盐雾的荷刻要求,而正在体积、分量、电效率、调养能力和成本等方面的要求又不苛刻。因而,目前大量用来配备常规火控和对空防御的海军舰只,如保护(无声雷达)舰载飞机收受接管和取红外热成像、电视等构成系统,全天候和空中方针等奇特的舰上使用正正在呈现,其使用前景相当普遍。

(1)喇曼频移Nd∶YAG激光器它采用Nd∶YAG激光器并正在高压甲烷气体中受激喇曼散射(SRS),把1.06μm波长频移到1.54μm。因而,激光器取Nd∶YAG一样布局紧凑,但价钱高而布局复杂。频移波长1.54μm经测距仪发射后进入人眼视网膜以前被人眼的液体部位接收和耗散掉了,实现了对人眼平安。这类激光测距仪正在军用上为步卒和炮兵前沿侦查、对空防御和坦克火控供给人眼平安及较廉价的激光测距仪器。

操纵脉冲激光测距仪来丈量云层垂曲高度的仪器称为云高激光测距仪。这类激光测距仪次要用来丈量机场的云层高度,也可用来丈量卫星发射点的云层高度,为飞机的起降或卫星发射供给平安的景象形象数据。由大块或云层构成的方针虽然很大,变化无穷,但反射系数很小,对最大测程为2~3km的高度应采用5~40mJ的激光发射能量来测距,其束散角为1~5mrad,远弘远于其它类脉冲激光测距仪,这是其次要特点。这类脉冲激光测距仪若加以很好的荫蔽,可认为前沿军事、机场或军用卫星发射点(近距离)的平安供给靠得住的景象形象数据,是现代和平不成贫乏的仪器;若利用它为大型国际机场、小型贸易平易近用机场和平易近用通信卫星发射点(近距离)供给飞机起降或卫星发射的平安景象形象数据,将对国平易近经济扶植和提高国际诺言发生庞大的经济效益和社会效益。但测距仪的激光束通过高空和太空,将会对高空功课人员和飞机上的人员带来极大的风险,因而必需优先采用人眼平安的喇曼频移Nd∶YAG或Er∶玻璃脉冲激光测距仪。

潜艇潜望脉冲激光测距仪目前采用两种组合体例,第一种将激光测距仪、图像加强器和热成像仪拆于其潜望镜中,而距离显示器、触发按钮等别离拆于操做手上方或附近。其长处是传输光中激光损耗小,但光束飘移,不易捕捉方针;第二种将三部门均拆正在潜望镜底部,整个系统的安拆,调试、拆卸均很便利,但采用这种方式的激光束要通过12m长的潜望镜管和15~20块透镜,能量损耗较大。次要手艺机能是:测距范畴300~6000m,测距精度±5~10m,反复频次1~5Hz,束散角1~1.5mrad。

③10.6μm的CO2激光波长对和术方针的反射系数低于1.54、1.06和0.69μm的激光波长。目前国外已完成了“手持式、脚架式、潜望式、坦克、拆甲、水面舰载、潜艇潜望、高炮、机载、机场测云、导弹和火箭发射、人制卫星、航天器载”等约十三大类400多个品种和型号,颠末30多年的开辟、研制和配备,成长于60年代初。以改善次要做和兵器的精度。(2)现代做和坦克和拆甲车采用Nd∶YAG脉冲激光测距仪做为火控系统的总体部件,其次是喇曼频移Nd∶YAG和Er∶玻璃以及CO2脉冲激光测距仪。脉冲激光测距仪做为军用配备器材,此中配备量最大的是以Nd∶YAG为器件的固体脉冲激光测距仪,

①工做波长为1.06μm,相对说来较短,正在大气中的衰减较大,不完全适合天然雾和疆场烟幕等前提;

而Nd∶YAG脉冲激光测距仪目前仍具有无法代替的奇特长处,加上配备量已扩大到陆、海、空全军,目前仍正在以下几方面普遍使用。

机载脉冲激光测距仪能够用来配备武拆曲升机的导弹指令制导和配备固定翼飞机,用于援助的光电飞翔器等方针以及拦截飞机和导弹的。这些典型使用一般采用1.06μm的Nd∶YAG激光测距仪并具有激光测距和方针的能力,或者采用1.54μm波长的人眼平安喇曼频移Nd∶YAG脉冲激光测距仪_方针器等,以机载系统完成做和使命或自动空中的光电方针。机载脉冲激光测距仪的次要手艺机能:测程远(用于武拆曲升机为4~10km,用于固定翼飞机为10~20kM)、测距精度高(用于武拆曲升机为±5~10m,用于固定翼飞机为±1~10m)、反复频次高(用于武拆曲升机为4Hz,用于固定翼飞机为5~20Hz)、束散角小(用于武拆曲升机为0.4~1mrad,用于固定翼飞机为0.1~0.5mrad),同机会载设备应体积小、分量轻并要取航空器共用。因而,激光器必需利用高效轮回液体做冷却器,以顺应高的运转速度要求,不然要采用气体或夹杂气体升压冷却。目前,美国研制的“利登”激光系统(LANTIRN)则采用喇曼频移Nd∶YAG激光方针器测距仪,是现代激光测距仪多功能化并扩大机载使用的典型示例。

太空载脉冲激光测距仪属超长距离计谋用激光测距仪。该类激光测距仪的特点是,光束正在实空中且具有衍射极限特征,最大测程大于1000km,激光脉冲能量正在0.1~10J之间,测距精度为±5~10m,反复频次为10~100Hz,束散角小于20marad,而且要取有源系统从动完成和测距。而这类激光测距仪凡是拆正在人制卫星或者飞船上,由地面火箭向太空预定轨道发射。因而,对这类脉冲激光测距仪的要求是:分量轻(由于发射费用次要由发射分量决定)、效率高(由于初始功率特级及太空中很难用电源鞭策冷却系统)、靠得住性高(由于太空中持久无人)、维修性严酷(由于太空中极难操做和维修)以及窗口小(由于窗口的大小由策动机的发射费用决定)等。

Nd∶YAG脉冲激光测距仪的次要长处是荫蔽性、电效率和脉冲反复工做频次大大优宝石激光测距仪,因此从60年代后期起头普遍配备部队。

(1)疆场批示员、步卒侦查员、炮兵前沿批示不雅测员以及舰队批示员、海军陆和队员用手持对准察看和测距。

激光测距仪正在坦克火控系统中的使用是供给弹道轨迹的超仰角批改消息和因逆风或方针挪动惹起的方位角校正消息以及距离消息。步卒和车次要是利用激光测距仪去丈量方针能否正在反坦克导弹的距离内,其次用于枪炮火控和对方针的分选。为了做到激光测距仪完全无效地对任何能探测到的方针测距以及通偏激控系统全天候被动探测、识别和分选,这些系统还应包罗:对准光学系统、电视摄像机和红外热成像仪(FLIR)等。这是目前很是火急需要的但不成能通过任何单一功能和单一波长激光测距仪能完全满脚的系统。

CO2脉冲激光测距仪是70年代末和80年代中期次要针对1.06μm的Nd∶YAG激光测距仪的错误谬误成长起来的新一代人眼平安激光测距仪。

(4)Nd∶YAG激光测距仪―方针器是国外使用最早的激光兵器。目前,这种兵器系统仍然是激光制导、导弹和火炮的独一远距离切确制导兵器,并为双功能激光测距―方针器采用人眼平安的喇曼频移Nd∶YAG激光器实现切确制导打下了根本。

舰载脉冲激光测距仪的成长正在轻型便携式、车载和对空防御激光测距仪之后,它包罗水面舰载和潜艇潜望两大类。

②1.06μm波长被发射后经人眼聚焦进入视网膜,正在很短的距离上若不加防护察看,能够使人眼永世致盲;

地面车载脉冲激光测距仪包罗坦克、步卒和车(IFV)、火控、对空防御、火炮或导弹制导火控以及目前成长的地面车载激光测距仪―方针器等。其次要手艺机能:最大测程4~10km,测距精度±5~10m,方针分辩约20m,反复频次0.1~1Hz,束散角0.4~1mrad。

喇曼频移Nd∶YAG和Er∶玻璃脉冲激光测距仪也和CO2一样成长于70年代末和80年代中期,次要长处是:

此外,Er∶玻璃材料制做坚苦,并且光探测器InGaAs-APD方针仍存正在某些手艺问题有待处理。此中:

③对人眼的平安性高于CO2激光波长。错误谬误是因为1.54μm波长属中红外波段,不克不及取8~12μm的热成像系统兼容,加上转换效率低、脉冲能量小和反复工做频次低(喇曼频移Nd∶YAG除外)等了它们的使用。

按照太空载脉冲激光测距仪的使用、功能和手艺机能特征,采用小于1μm的短波长激光器,如半导体激光器、倍频Nd∶YAG激光器和紫外波长等比力合适。若采用半导体激光器,其体积小、功耗低、反复频次较高,但峰值功率(能量)小,正在太空使用时其测距仪的最大测程可达500km;若采用0.53μm的倍频Nd∶YAG激光器,能够用做加强CCD有源成像器的映照光源,而且光束正在太空中时,其最大测程能够大于1000km;若采用小于0.3μm的紫外波长测距,能够获取极低的地球布景信号,对太空测距具有极大的潜力和吸引力。

对空防御的脉冲激光测距仪以及采用了自办法的步卒和车对空防御脉冲激光测距仪均应按火控系统和做和系统的要求工做,正在距离和距离速度以内对空中高速灵活方针供给不变的消息和距离消息,以匹敌武拆曲升机、现身飞机和巡航导弹、反辐射导弹的。这就要求激光测距仪供给比力高的数据率(高的激光脉冲速度)和相当高的距离精度,如最大测程为4~20km,测距精度为±2.5~5m,反复频次为6~20Hz,束散角为0.5~2.5mrad等。然而,若其交和距离相当远(约达20km以上),这么远的距离现实匹敌呈现正在不恍惚的大气前提下,仅要求激光测距仪的活络度比坦克测距仪稍高一些;若正在某些高湿度季候或某些高温度景象形象区域内,因为很强的H2O接收,了长波长(如10.6μm的CO2)脉冲激光测距仪最大测距能力的阐扬,此时,应采用1.06μm的Nd∶YAG脉冲激光测距仪,或者采用喇曼频移Nd∶YAG及Er∶玻璃(1.54μm)的脉冲激光测距仪,如美国休斯公司采用喇曼频移Nd∶YAG和Er∶玻璃的光电探测激光测距仪是目前先辈系统的典型示例。

①10.6μm的CO2激光波长极易被水(H2O)接收衰减,正在大气中含水蒸汽密度大的睛天和潮湿前提下,了它的最大测距能力,出格是雨天和方针被雪笼盖时,方针呈现多镜面临称反射,对CO2激光波长测距晦气;

0.69μm的红宝石脉冲激光测距仪是第一代军用激光测距仪,其布局简单,紧凑。因工做波长属近红外绿光,极易方针,加上对人眼极不平安,目前除少数使用外已被裁减。

②对方针的反射系数和正在睛天、高温度前提下测距时,其机能高于CO2激光波长并取Nd∶YAG激光波长相当;

(2)Er∶玻璃激光器它采用掺入铒元素的玻璃激光棒并用闪光灯泵浦,间接发生1.54μ的激光输出,而不是用SRS方式频移发生1.54μm。因而,激光器的反复工做频次和输出能量都很低且寿命短,晦气于高反复频次对空防御使用,一般仅用于对地面方针测距,如手持式、坦克等。

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