当前位置: 首页 > 光学材料 > 技术文库 > 光电子技术的军事应用
光电子技术的军事应用

 

博信光学元件超市 / 2014-05-23

      光电子技术是以红外、微光、激光等光电子器件为基础,由光学技术、电子技术、精密机械技术和计算机技术等密切结合而形成的一项综合技术。它是光学技术与电子学技术的结合,利用光(光子)来接收、传输、变换、存储、处理和重现信息的技术,主要包括激光技术、红外技术、光纤技术、集成光学技术、光计算技术、光学传感器和显示技术等。
  自50年代后期红外技术迅速发展以来,已出现各种夜视器材、红外侦察装置、红外制导系统、红外搜索与跟踪系统、红外告警器;自1960年第一具激光器问世以来,已研制出激光测距机、激光指示器、激光跟踪器、激光制导装置、激光通信装置、激光雷达、激光模拟器、激光致盲武器,光纤技术经过短短20多年的发展,已用于野战通信、飞机和舰船内部通信、光纤制导、光纤陀螺和光纤传感等。这些军用光电子装备有的自成系统,有的与武器系统配套,成为武器系统的核心或辅助部分,执行目标的测距、定位、测速、跟踪和瞄准,以及信息的接收、传输和处理,甚至直接作为武器。从目前各种武器装备上的光电子技术使用情况来看,其在军事上的主要应用范围可归纳如下:
  
  用于侦察探测和目标识别
  
  作为获取信息的重要手段,光电传感器具有很强的探测能力和目标识别能力,将被大量地应用于预警、侦察、监视、夜视、测绘、气象、水下目标探测和生化战剂探测等领域。在探测方面,主要是无源探测和有源探测。无源探测是以红外探测器、可见光CCD和紫外探测器对军事目标进行探测,包括各波段的点目标(点源)探测、红外和可见光成像、多光谱成像、红外测温、微量化学成分(化学战剂)的遥测等。有源探测以激光作为辐射源,用相应的光电探测器对目标进行探测。包括激光测距、测振、测速、成像、测云雨和风、测大气湍流和风切变、测大气污染和生化战剂等。其中,无源光电传感器没有电磁辐射,隐蔽性好,在军事上有特别重要的意义。光电传感器有时同其它传感器(主要是雷达)一道工作,相互补充,可以获取更多信息。例如,在1991年的海湾战争中,多国部队靠夜袭摧毁了伊拉克的一系列战略目标,各种作战飞机普遍装备了红外前视则是夜袭成功的重要保障。
  
  直接用于武器的控制
  
  重点应用于武器的火力控制、精确制导、近炸引信和光陀螺等。光电火控已普遍用于地炮、高炮和舰炮,是对付反辐射导弹的有效手段。光电制导广泛用于航空炸弹、各种战术导弹以及某些炮弹,使弹药长了“眼睛”,几乎百发百中,利用光电制导的高精度和目标识别能力,已研制成功智能化程度高的“发射后不管”的精确制导导弹。光电近炸引信具有抗电磁干扰性能,已推广应用。激光陀螺和光纤陀螺没有转动的机械,也不怕电磁干扰,可靠性高,起动快,已用于潜艇、飞机、导弹、车辆等武器。
  
  用于各种网络和数据总线
  
  由于光通信容量特大,没有电磁泄漏,也不怕电磁干扰,可用于军事干线通信网、野战通信网和武器平台内部的数据总线。包括光纤通信、激光大气通信和空间激光通信。空间激光通信可实现大容量信息传输,特别是图像信息的实时传输,是当前正在研究开发的热门,其关键技术包括长寿命高光束质量的激光器、高速调制技术、精密跟踪瞄准技术等。军用光纤通信从技术上看,同民用的没有多少区别。激光大气通信主要用于无线电静默期间近距(2km内)通信。
  
  应用于高技术的局部战争
  
  主要是用于光电对抗和激光武器,包括光电告警、红外干扰、激光干扰、激光致盲、激光反卫星武器、激光防空(反导弹)武器等。其关键技术包括高平均功率激光器、高功率激光发射光学系统、精密跟瞄技术、大气传输光学畸变的自动补偿(自适应光学)技术。由于精确制导武器的广泛使用,各种武器平台、军事设施和各级指挥所都必须对它进行防范,比如各种作战飞机必须加装对付空一空导弹和地一空导弹的红外告警器和红外干扰器或干扰弹。光电对抗也用于对付光电侦察。美军1997年10月首次试验用低功率(几十瓦)氟化氖激光器使轨道高度为420km的侦察卫星上的红外相机因信号饱和而失效。激光致盲武器虽属非致命武器,但威慑力很大。尽管已经制订了禁止使用专门针对人眼的激光致盲武器的国际公约,正在征求各国签署,但实际上不可能禁止将非专门致盲的激光器用于人眼致盲。
  
  平板显示和光存储
  
  显示器是重要的人机界面,在高技术局部战争中有极其重要的地位。平板显示器由于轻、薄、工作电压低、省电、无几何失真、耐振动冲击等优点,以及随着缺点(如液晶显示器不耐低温和视角小)的克服,正越来越多地用于军事装备,例如用于飞机座舱仪表、微型计算机和小型通信机。美军“陆军勇士”计划中的多用途信息终端就有一个平板显示器,供单兵分享战场情报,基于液晶光阀的大屏幕显示用于高级指挥所等,在“虚拟现实(灵境)”中,高分辨率平板显示器起着很重要的作用。光存储可用于存储侦察到的情报、数字地图、后勤物资数据、训练教材和装备维修资料等,为情报侦察、作战指挥和训练、物资调配供应及装备维修提供充足、便于使用的大量信息。
  
  对武器装备发展的影响
  
  在最近几场高技术局部战争中,军用光电子装备在战争中发挥了重大作用。海湾战争中,激光制导炸弹能准确到钻伊拉克防空司令部大楼的烟囱;红外成像引导的“斯拉姆”空地导弹能从前一枚导弹打通的墙洞中穿过去击中发电站,夜视装置将黑夜“白昼化”,使美军屡屡在夜间发起攻击。展望未来,随着一些新兴电子技术用于下一代武器系统,或物化为全新原理的武器,对武器装备发展将产生重大影响。
  
  1.武器装备的作战效能倍增
  光电子技术应用于各种武器系统提高了武器系统的探测精度、作用距离和抗干扰能力。例如,光纤通信技术使C3系统的信息传输容量成千上万倍地增加,信号传输过程中的能量损耗降低几十至上百倍,系统的错误率成数量级地减少,抗干扰能力大大增强。红外焦平面可成百上千倍地提高探测目标的能力,二极管泵浦的固体激光器与灯泵浦的固体激光器相比,效率提高10倍左右;激光雷达可以十分有效地探测隐身飞机、巡航导弹和化学战剂;光纤陀螺的精度比静电悬浮陀螺的精度高100倍以上。
  
  2.提高武器系统的反应能力
  目前电子计算机(1~1O吉位/秒)已不能满足新型光电和红外传感器、电子战及水下监视系统对信息处理速度的要求。光学器件具有天然的并行处理能力,光计算速度可以较电子处理速度成数量级地提高。今后20年,传感器通信和信息处理中将越来越多地采用光电信息处理,以便提高武器系统的反应速度。
  
  3.可大大提高武器装备的费效比
  光纤通信与铜缆通信相比,信息传输容量高10000倍,能量传输损耗低100倍、误差率低10倍,且尺寸重量大大降低,抗干扰能力明显提高,价格为每米几美分;海湾战争中“铺路一Ⅱ”激光制导炸弹的命中概率达70%,破坏效果与200枚常规无制导炸弹的相当,费效比提高4~5倍,红外热成像制导的空对地导弹从距离目标10公里的空中发射,可使第二枚导弹从第一枚打通的墙洞中穿过,激光训练模拟系统以低廉的费用代替实战系统获得了良好的训练水平。
  
  4.强化武器系统的综合作战能力,并使其体积、重量更小
  随着光纤通信、光信号处理、光计算网络、光存储器一体化光学电子网络、光电集成电路逐步用于C3I系统,军事指挥、控制和通信的能力将大大提高,整体作战能力将大大加强。光电子系统具有固有的抗电磁干扰的能力,可增强武器装备的电子对抗能力。海湾战争中,伊军的指挥和通信系统几乎全面瘫痪,唯有地下光缆保持了与前方通信。光纤陀螺可使武器系统和自主式导弹的体积减小、成本下降(约一个数量级)。用光纤取代铜缆进行通信,不但可大大缩小系统尺寸,而且可使成本下降1~100倍。
  由于光电子技术对武器装备的发展有深远的影响,使武器装备系统不断物化出新一代的武器系统。战术激光武器和战略激光武器正在取得突破性进展。激光武器的破坏效果已由一系列试验所证明。激光致盲武器可望2l世纪上半叶装备部队,战术防空激光武器于2010年左右提供使用。
 

下一篇:光学冷加工中的抛光粉,抛光胶,粘接胶介绍
上一篇:光学加工透镜的定心方法

用户评论(共0条评论)

  • 暂时还没有任何用户评论
总计 0 个记录,共 1 页。 第一页 上一页 下一页 最末页
用户名: 匿名用户
E-mail:
评价等级:
评论内容:
验证码: captcha