国外军用固体激光技术发展现状

第%期

激光与红外

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均功率提高了一个数量级。目前!"##$在%&’()!处脉冲能量高达每脉冲%,光束质量为%’*&+,倍衍射限,重复频率-。-./

/微型化发展+&0向小型

由于二极管泵浦与传统的闪光灯泵浦特性有很大差别,耦合方式有直接耦合、光纤耦合、微透镜及透镜通道耦合、微透镜光学系统耦合等;二极管泵浦的固体激光器,往往激光介质本身还同时充当调制器件或非线性器件等其它功能,或者调制器件、非线性器件与激光介质紧贴在一起并完成腔的某个元件-&+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(和激HI#F)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”(6<2J@)预警机(I已加装了测距能力达6M%-,#)K@LL

并于%同0’’N)以上的145测距机,99O年服役,

时还将在+’’(年布置的146M%机载激光武器系的功能。这样,腔的结构简单、可靠、多功能、小型/微型的器件可输出高功率;另一方面,二极管泵浦波长可与激光模式很好地匹配、小型/微型结构具有固有的单模、单频特性、频率稳定性高,振幅噪声低,它们成为许多传感测量应用的理想光源。例如德国航空航天研究院技术物理所的研究人员构思了一种数百瓦的!"##$新概念:采用非常薄的123145薄片,腔结构设计使热梯度与激光束共线、泵浦光在晶体中多次经过、采用光纤耦合泵浦。构思了这种薄片激光器按比例功率放大概念,可获得光束质量近衍射限的、高效率的、上百瓦的可调谐输出。

作为固体激光器中的一员,光纤激光器的快速发展引人注目。光纤激光器的应用正在从传统的光通信向光雷达等应用领域扩展。包层泵浦技术显著地提高了端面泵浦效率。据6$78’9:会议报导,

采用包层泵浦技术获得-,;的连续波输出,

不久将获得%’’;的连续波输出。将增益介质包围在单模纤芯之外,使增益介质位于模式场分布的尾部,增大能量存储容量。#<=>?@)A><B大学采用12环形掺杂光纤做高能量脉冲放大器,该技术与光纤包层泵浦技术相结合,预计可获得%)*的脉冲能量。最近光纤元件的发展有力地推动了高峰值功率脉冲的产生。反射光栅可在光纤芯中制成,这样的布拉格光栅可具有大的色散性,适用于展宽和再压缩超短脉冲。有了这些元件,小型的、以光纤为基础的线性调频脉冲放大方案成为可行。利用这种方式,单模掺铒光纤放大器获得了超过%’C;、(’’DE的脉冲。固体激光技术国外军用现状

&%靶场、

空间测量七十年代,以"4F#系统为代表的145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G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、万方数据低、多为特点的目标测量。

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(5@>PNPPAPJ)也采用了HI#F加激光雷达的体制。其激光雷达采用QR3145激光泵浦的SF"光参量振荡器作辐射

源,工作波长%&,:%!

),脉冲能量(’’)*,脉宽%’BE,光束发散角+’!

J@R。直接探测方式工作,作用距离%’’"%’’’N),测距精度为%),跟踪精度,!

J@R。目前该系统正在试用,拟将其装备于7M+6、#M-和

7M-预警机并与战区6

-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G开关QR3145直接探测激光雷达,

非合作目标时测!PL>@卫星,距离分辨率为%)。

-&-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。-&0精确制导

半主动激光制导和驾波束制导的145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!"##$。

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%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(##K)

”。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45C

M%+9战斧式巡航导弹。此外,美国.PJT=LPE防御

电子系统公司和#T?U@J>/电光公司分别研制了武

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