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軍工航天新聞

淺談光纖激光器在軍事的應(yīng)用

星之球科技 來源:大漢激光2015-03-24 我要評論(0 )   

目前激光器的種類很多,如按激光器工作物質(zhì)性質(zhì)分類,可分為氣體激光器、固體激光器、液體激光器和半導(dǎo)體激光器等,光纖激光器是

       目前激光器的種類很多,如按激光器工作物質(zhì)性質(zhì)分類,可分為氣體激光器、固體激光器、液體激光器和半導(dǎo)體激光器等,光纖激光器是近年來激光領(lǐng)域關(guān)注的熱點之一,光纖激光器與傳統(tǒng)固體激光器相比具有轉(zhuǎn)換率高、光束質(zhì)量好、高穩(wěn)定性和免維護(hù)等優(yōu)勢。近年來,隨著單根光纖輸出功率的不斷提高,高功率光纖激光器的應(yīng)用前景更為看好,并已在光通信、軍事、制造業(yè)、材料加工和處理、醫(yī)學(xué)、石油及航天等領(lǐng)域得到迅速的應(yīng)用,呈現(xiàn)出逐步替代現(xiàn)有傳統(tǒng)高功率激光器的趨勢。今天小編就來談?wù)劰饫w激光器在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用:

由于光纖作為一種傳輸媒質(zhì),與傳統(tǒng)的銅電纜相比具有一系列明顯的優(yōu)點,因此,自70年代以來,光纖技術(shù)不僅在電信等民用領(lǐng)域取得了飛速的發(fā)展,而且因其抗電磁干擾、保密性好、抗核輻射等能力,以及重量輕、尺寸小等優(yōu)點,使它也得到了各發(fā)達(dá)國家政府和軍方的重視與青睞。在美國,三軍光纖技術(shù)開發(fā)活動的計劃項目分成五大部分:有源和無源光元件、傳感器、輻射效應(yīng)、點對點系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。由三軍光纖協(xié)調(diào)委員會進(jìn)行組織,每年投資為5千萬美元。 在面向21世紀(jì)的今天,美國國防部已把“光子學(xué)、光電子學(xué)”和“點對點通信” 列為2010年十大國防技術(shù)中的兩項。其中光纖技術(shù)占據(jù)著舉足輕重的地位。這預(yù)示著美國等西方國家對光纖技術(shù)軍事應(yīng)用的研究將全面展開并加速進(jìn)行。而各項先期應(yīng)用及演示、驗證表明。21世紀(jì)的軍事通信和武器裝備離開了光纖技術(shù)將無“現(xiàn)代化”或 “先進(jìn)”可言,在未來戰(zhàn)爭中將處于被動挨打的局面。

光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈(FOG-M)

光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈的概念提出于1972年,但其發(fā)展是在80年代初期。美國陸軍的項目主要用于反坦克和反武裝直升飛機。早期設(shè)計的射程僅10km。美國海軍的項目則主要用于空對空、空對地及艦對艦作戰(zhàn)。美國陸軍在1989~1991年用于FOG-M的開發(fā)經(jīng)費都在1億美元左右。進(jìn)行了4O次以上的點火試驗,后因研制費用太高而于1991年項目被取消。 海灣戰(zhàn)爭中,美軍在用輕武器抗衡重武器或裝甲編隊時意識到,需要一種可以展開又保持攻擊裝甲編隊所需殺傷力的輕、重應(yīng)急武器,而 FOG-M正好能滿足這種極有殺傷力、存活率、高度可展開和靈活的系統(tǒng)的需要。最近有報道,美國陸軍導(dǎo)彈司令部正在對遠(yuǎn)程光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈進(jìn)行技術(shù)演示,該導(dǎo)彈能擊中100km外的運動目標(biāo)。 FOG-M不僅受到美國軍方的重視,德國也進(jìn)行了開發(fā)研究,并得到了法國的合作,意大利也加入其中,三國共同制定了三邊光纖導(dǎo)彈(TRIFOM)計劃。

軍用機器人

軍用機器人是泛指用于軍事目的的機器人系統(tǒng)。如用于排雷機器人及陸上掃雷坦克, 用于接觸爆炸物品和處理報廢化學(xué)武器的防爆機器人及防化機器人。用于戰(zhàn)場自動化補給彈藥及軍工生產(chǎn)中采用的軍用機器人等。由于光纖具有的獨特優(yōu)點,光纖技術(shù)其中包括光纖傳感技術(shù)開始越來越多地在軍用機器人中得到應(yīng)用。目前開始研制或已經(jīng)研制的軍用機器人光纖傳感器,主要有機器人觸覺傳感器和接近覺傳感器。觸覺是機器人知覺系統(tǒng)的一個重要組成部分, 隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展, 國內(nèi)外已經(jīng)開發(fā)出一些實用的光纖機器人觸覺傳感器或與其它類型傳感方法聯(lián)合使用的組合式機器人觸覺傳感器。光纖傳感器有功能型和非功能型之分:功能型光纖機器人觸覺傳感器。如利用光纖微彎損耗機理研制的機器人觸須式光纖觸覺傳感器。非功能型光纖觸覺傳感器如用于敏感機器人手抓觸覺, 主要有兩種類型:一種是位移式(反射式)光強調(diào)制型機器人觸覺傳感器, 另一種是受抑全內(nèi)反射式光調(diào)制型光纖機器人觸覺傳感器。機器人在使用中幾乎都要求手爪開環(huán)運行機械系統(tǒng)能高精度定位, 這就要求手爪對接近被抓物體的距離進(jìn)行感知, 即所謂接近覺。特別是對于防爆機器人, 所抓物體一般是易燃、易碎物。需要盡量減少抓握時的沖擊力,以便緩慢、對稱的定位, 因而在手爪上需要配置感知接近被抓物體距離的接近覺傳感器。

光纖激光器作為新一代高功率激光器的代表,其發(fā)展方向主要表現(xiàn)在以下幾個方面:
1、進(jìn)一步提高單根光纖輸出功率,輸出功率從百萬級向千瓦級發(fā)展;
2、進(jìn)一步提高光纖激光器的性能,從連續(xù)光纖激光器向大功率脈沖激光器發(fā)展,從常規(guī)的組束技術(shù)向相干組束技術(shù)發(fā)展,以保持高功率光纖激光良好光束質(zhì)量;
3、高功率光纖激光器的實用化研究,提高穩(wěn)定性,使其更加小巧緊湊。

 

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光纖激光器激光武器防爆機器人
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