“激光”、“原子能”、“半導(dǎo)體”和“計算機”稱為20世紀的“新四大發(fā)明”,對人類社會文明產(chǎn)生了極其深遠的影響,激光技術(shù)這一高新技術(shù),經(jīng)過半個世紀的發(fā)展,從機理原理,實驗手段到制造工藝都已逐步成熟,且先進的激光器不斷研制成功,并憑借其高亮度、方向性強、單色性好、相干性好的顯著特點,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療、娛樂等領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)是大顯神威,有目共睹,現(xiàn)在我們再來領(lǐng)略一下其在軍事領(lǐng)域的非凡表現(xiàn)。
由于激光的發(fā)射能力強和能量的高度集中,所以亮度很高,它比普通光源高億萬倍,比太陽表面的亮度高幾百億倍。亮度是衡量一個光源質(zhì)量的重要指標,若將中等強度的激光束經(jīng)過匯聚,可在焦點出產(chǎn)生幾千到幾萬度的高溫。
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激光發(fā)射后發(fā)散角非常小,激光射出20公里,光斑直徑只有20-30里面,激光射到38萬公里的月球上,其光斑直徑還不到2公里。
③單色性好
光的顏色由光的不同波長決定,不同的顏色,是不同波長光作用于人的視覺的不同而反映出來。激光的波長基本一致,譜線寬度很窄,顏色很純,單色性很好。由于這個特性,激光在通信技術(shù)中應(yīng)用很廣。
④相干性好
相干性是所有波的共性,但由于各種光波的品質(zhì)不同,導(dǎo)致它們的相干性也有高低之分。普通光是自發(fā)輻射光,不會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。激光不同于普通光源,它是受激輻射光,具有極強的相干性,所以稱為相干光。
二、激光技術(shù)在現(xiàn)代軍事中的應(yīng)用
激光技術(shù)用于現(xiàn)代軍事,不僅可以提高現(xiàn)有常規(guī)武器的命中率,而且可為軍隊提供新型戰(zhàn)術(shù)武器,從而大大增強軍隊在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中的作戰(zhàn)能力,其應(yīng)用領(lǐng)域涉及雷達、測距、定向能武器、導(dǎo)彈、航空航天、電子對抗等方面,受到各大軍事強國的重視,未來有望成為軍事技術(shù)最活躍的一個領(lǐng)域,到目前為止,其主要應(yīng)用有以下幾個方面。
1、激光偵察
激光偵察是實施激光對抗的先決條件,激光偵察包括激光被動偵察和激光主動偵察兩種形式。激光被動偵察是利用激光告警接收機截獲、偵察來襲的激光威脅信號,具有波長識別、編碼識別和方位識別功能,可截獲激光目標指示器和激光測距機發(fā)出的激光信號,為實施激光干擾提供決策依據(jù)。激光主動偵察是利用激光源向來襲光電威脅目標發(fā)射激光探測信號,通過接收目標反射的回波信號,對來襲威脅目標種類進行分析和識別,并探測威脅目標的一些技術(shù)參數(shù),激光主動偵察一般與激光戰(zhàn)術(shù)致盲武器配合使用。海灣戰(zhàn)爭中,美國曾利用這一技術(shù),發(fā)現(xiàn)了伊拉克嚴密偽裝在樹林里的坦克和導(dǎo)彈發(fā)射架。
2、激光對抗
激光對抗是侵略與反侵略的交戰(zhàn)雙方所采取的一種專門對抗方式,目的是保護自己,干擾對方,也就是說,盡量不讓對方接收到和自己有關(guān)的激光信號,并想方去干擾其能接收到的激光信號或回波信號,甚至設(shè)法去破壞對方的激光制導(dǎo)系統(tǒng)。同樣分為主動式和被動式兩大類,被動式激光對抗主要采取以防為主的原則,事先對一些目標進行偽裝防護,做到防患于未然,如激光隱身、煙幕干擾。主動式激光對抗是利用一定的設(shè)備,采取一定的方式,以主動還擊、干擾、破壞敵方軍事裝置,使其不能發(fā)揮作用,如激光“致僵”武器、激光欺騙干擾、激光噪聲干擾、激光致盲干擾、激光摧毀式干擾,是現(xiàn)代復(fù)雜電磁環(huán)境中進行光電對抗的非常有優(yōu)勢的對抗方式。
3、激光測距
激光因其亮度高、單色性好和方向性強而成為人們渴望得到的理想測距光源,在原理上,激光測距雖然只是雷達測距在光頻段的自然延伸,但激光測距與普通測距相比,具有遠、準、快、抗干擾、無盲區(qū)等優(yōu)點,它表征了測距技術(shù)的又一次重大進展,正是因為它的出現(xiàn)才使人類實現(xiàn)了以厘米級精度測定地球到月球這樣遙遠的距離為38400 km。
激光在軍事上最成熟的應(yīng)用是各類激光測距儀,激光測距在常規(guī)兵器中已廣泛應(yīng)用,有取代普通光學測距的趨勢,第一代紅寶石激光測距,隱蔽性差(發(fā)紅光),對人眼有損傷,且效率低,已淘汰。第二代YAG激光測距已廣泛使用,但對人眼也有一定損傷。目前正在研發(fā)第三代c02氣體或固體激光測距,對人眼無傷害,將逐步取代第二代激光測距。發(fā)達國家已將激光測距技術(shù)用在潛艇的潛望鏡中,與紅外熱像儀和電視攝像機等組合使用。
4、激光通信
通訊設(shè)施是人類社會生活,尤其是現(xiàn)代社會生活必不可少的。激光的發(fā)明使通訊進入一個新天地,像雷達領(lǐng)域一樣,通信領(lǐng)域也能從微波范圍轉(zhuǎn)向激光技術(shù),把激光作為信息載體,實現(xiàn)通訊,包括激光大氣傳輸通信、衛(wèi)星激光通信、光纖通信和水下激光通信等多種方式,在不同的領(lǐng)域,各有千秋,如對海軍來說,水下激光通信尤為重要。
激光通訊與無線電通訊相比,具有信息容量大、傳送線路多、保密性強、可傳送距離較遠、設(shè)備輕便、費用經(jīng)濟等優(yōu)點,在軍事通訊中應(yīng)用十分廣泛。另外,在空間通訊領(lǐng)域,選取不被大氣吸收的波長的激光可以克服無線電通訊的一些局限??墒怯捎诩す夤馐诖髿鈱永飩鞑r會受到大氣中微粒的吸收或散射,從而使激光通訊的距離受到限制。這使得目前的激光通訊只能作為無線電通訊的一個有效補充,但還不能夠取而代之。
目前,各國都在發(fā)展各種軍用激光光纖通信系統(tǒng)。美國海軍先后研制了“小石城”和A.7AI.FoT激光光纖系統(tǒng),以及美國陸軍的MxC3計劃。除美國外,英國、法國、日本以及加拿大等國也在大力發(fā)展軍用激光通信,如英國的“松雞”激光通信干線,法國的DFO和R—NAN光通信系統(tǒng),日本陸上自衛(wèi)隊的光纜傳輸系統(tǒng)和加拿大的DDH一280護航艦、驅(qū)逐艦上光纖指控制系統(tǒng)等,由此可見激光在軍事通信中的重要地位。
5、激光陀螺
激光陀螺利用光的多普勒效應(yīng)來精確測量飛行器、艦船的轉(zhuǎn)速,從而實現(xiàn)導(dǎo)航,是激光雷達,激光測距儀的重要部件,與普通機械陀螺相比,激光陀螺精度提高了上百倍,而且體積更小,激光陀螺廣泛應(yīng)用于導(dǎo)航、定位及航空航天中。我國正在建造激光陀螺生產(chǎn)線。
6、激光模擬
在激光實戰(zhàn)演習的戰(zhàn)場上,酷似實際戰(zhàn)爭場面,那里,炮聲隆隆,硝煙彌漫,演習的雙方互相射擊,不時有傷員退出戰(zhàn)場,為什么會這樣?原因并不復(fù)雜,像一支激光步槍,每發(fā)射一次就射出一束激光,而演習雙方戰(zhàn)士的身上都有光電接收器和發(fā)聲裝置,如果某束光射中一名士兵,則通過其隨身的計算機分析可以得出“死亡”,“受傷”,“喪失戰(zhàn)斗能力”等結(jié)論,并同時發(fā)出聲音和煙霧。激光模擬實戰(zhàn)演習大大節(jié)約了演習費用,而又逼真地表現(xiàn)了戰(zhàn)爭氣氛,確保人員生命安全,因此廣為各國軍隊歡迎。
7、激光武器
激光最吸引人的軍事應(yīng)用當屬于激光武器,該武器是一種定向能武器,是利用高亮度強激光束攜帶的巨大能量摧毀或殺傷敵方飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和人員等目標的高技術(shù)新概念武器。強激光武器有著其他武器無可比擬的優(yōu)點,具有速度快、精度高、攔截距離遠、火力轉(zhuǎn)移迅速、不受外界電磁波干擾、持續(xù)戰(zhàn)斗力強等優(yōu)點,是真正意義上的“殺手锏”,科幻電影中的激光武器反映了激光武器的遠大前程。激光武器主要包括激光致盲武器、高能激光武器、戰(zhàn)術(shù)激光武器和戰(zhàn)略激光武器等多種類型。
激光武器的研制已歷時30多年,美、俄、英、德、法、以色列等國在激光武器研制方面均已取得長足發(fā)展。其中尤以美國的發(fā)展最為突出和全面,目前已經(jīng)具備激光武器的全面發(fā)展與部署能力,并可望于近期至未來15年中陸續(xù)部署使用天基、機載和地基等各類激光武器。同時,在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中,衛(wèi)星的作用越來越大,為了爭奪制空權(quán),在積極發(fā)展衛(wèi)星技術(shù)的同時,都利用激光技術(shù)在發(fā)展反衛(wèi)星武器,即利用激光武器摧毀敵方各種偵察衛(wèi)星、預(yù)警衛(wèi)星或使其失效。如1975年,前蘇聯(lián)就曾用陸基激光武器,頃刻之間使兩顆飛臨西伯利亞上空監(jiān)視它的 導(dǎo)彈發(fā)射情況的美國衛(wèi)星變成了瞎子。2007年3月7日,美國激光武器的軍事演習使俄羅斯一顆衛(wèi)星的光電器件瞬時全部失靈。到目前為止,雖然一個激光武器的能量還無法將高軌衛(wèi)星摧毀,但能用幾個激光武器同時對準1顆衛(wèi)星進行攻擊將其摧毀,可見,激光武器在軍事領(lǐng)域的戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略意義。
三、中國現(xiàn)代激光技術(shù)的地位
目前世界范圍內(nèi),對于激光技術(shù)的研究,俄羅斯的理論研究處于領(lǐng)先地位,美國與以色列在激光武器應(yīng)用中處于領(lǐng)先地位,只有中國悄無聲息,在國人心目中,中國的武器是落后的,真是這樣嗎?未必,只是美國太張揚,中國太低調(diào)。如果說在傳統(tǒng)的導(dǎo)彈技術(shù)方面中國落后于美國不可否認,因為中國的起步較晚,基礎(chǔ)工業(yè)較差,加之西方國家對中國軍事工業(yè)的嚴格限制。但是在新興激光的軍事技術(shù)方面,由于我們與美國起步點相差不大,所以我們的研究處于世界領(lǐng)先地位,由于對某些關(guān)鍵技術(shù)的突破,使我軍具有了超距攻擊性激光雷達,并研制成功超距高能攻擊性激光武器。中國著名的戰(zhàn)略軍事專家在媒體上自豪地宣稱:這是全世界最尖端的點穴武器,包含著世界最尖端的5大核心技術(shù)??梢?,現(xiàn)代中國的激光技術(shù)已不容忽視,在世界先進國家行列已占有一席之地。
目前我們已有能力使用激光武器攔截低空巡航導(dǎo)彈,神州“載人飛船”也已具備激光武器的攻擊能力,雖然目前攻擊激光雷達的體積十分龐大,達10t,并只能陸基和海基,可已經(jīng)具備了一定的反衛(wèi)星能力,如何把攻擊激光雷達裝載于衛(wèi)星,是我國目前正在全力研究攻關(guān)的目標,如果探月成功,如果我們的激光武器能量再提高一個數(shù)量級,會把攻擊激光雷達裝載于月球,因此,在未來的戰(zhàn)爭中,比如對美國,中國將高度重視太空戰(zhàn),因為美軍的通信、偵察和監(jiān)視系統(tǒng)嚴重依賴于太空,且反衛(wèi)星的激光武器仍停留在幾乎無實戰(zhàn)作用和意義的化學激光武器階段,重達50t,所以,只要能夠摧毀美國的天基系統(tǒng),美國在通信、控制、指揮、計算機、情報、偵察和監(jiān)視方面擁有的優(yōu)勢將化為烏有,這對于中國取得戰(zhàn)場優(yōu)勢具有至關(guān)重要的作用。