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軍工航天新聞

軍用光學技術概述

星之球激光 來源:華強電子網2012-08-28 我要評論(0 )   

軍用 光學 技術是應用于軍事領域的光學技術。主要研究電磁波從紫外到紅外波段范圍內光的產生、傳輸、 探測、 處理,光與物質的相互作用及其在軍事上的應用?,F(xiàn)代軍用光...

       軍用光學技術是應用于軍事領域的光學技術。主要研究電磁波從紫外到紅外波段范圍內光的產生、傳輸、 探測、 處理,光與物質的相互作用及其在軍事上的應用?,F(xiàn)代軍用光學技術是以光學和光電子學為基礎,與精密機械、電子和計算機等技術相結合而形成的一門新興的綜合技術,是現(xiàn)代軍事技術的組成部分。軍用光學技術的發(fā)展,不僅為軍隊建設提供了現(xiàn)代化的武器裝備和技術手段,增強了國防實力,同時還推動了信息技術、精密加工、 新材料等新興技術和新興產業(yè)的發(fā)展,促進了科學技術和國民經濟總體水平的提高,增強了綜合國力。

  通常按工作原理和技術發(fā)展分為:光學儀器、微光夜視技術、紅外技術、激光技術和光電綜合應用技術等幾大類。

 

  光學儀器

  主要指可見光波段范圍內的普通光學儀器。它們在軍事上應用最早,技術比較成熟,有擴大和延伸人的視覺、發(fā)現(xiàn)人眼看不清或看不見的目標、測定目標的位置和對目標瞄準等功能。通??煞譃橛^測儀器和攝影測量儀器兩大類,前者是以人眼作為光信息接收器,后者用感光膠片記錄景物信息。普通光學儀器主要由光學系統(tǒng)(物鏡、轉像鏡、分劃鏡、目鏡等)、鏡筒和精密機械零部件等組成。觀察測量儀器的光學系統(tǒng)主要是望遠系統(tǒng),它能放大視角,使人看清遠方的景物,便于測量和瞄準。攝影儀器的光學系統(tǒng)主要是照相物鏡,為了適應不同的使用要求,發(fā)展了大口徑、長焦距、變焦距等多種鏡頭。軍用可見光儀器主要有望遠鏡、炮隊鏡、方向盤、潛望鏡、瞄準鏡、測距儀、光學經緯儀、照相機、判讀儀等。盡管從20世紀50年代以來,出現(xiàn)了紅外、微光、激光等技術先進的光電子儀器,但普通光學儀器具有圖像清晰、使用方便和成本較低等優(yōu)點,仍然是武器系統(tǒng)配套裝備的重要組成部分。

 

  微光夜視技術

  在可見光和近紅外波段范圍內,將微弱的光照圖像轉變?yōu)槿搜劭梢姷膱D像,擴展人眼在低照度下的視覺能力。微光夜視儀器可分為直接觀察和間接觀察兩種類型。直接觀察的微光夜視儀,由物鏡、像增強器、目鏡和電源、機械部件等組成,人眼通過目鏡觀察像增強器熒光屏上的景物圖像,已廣泛用于夜間偵察、瞄準、駕駛等。間接觀察的微光電視,由物鏡、微光攝像器件組成微光電視攝像機,通過無線或有線傳輸,在接收顯示裝置上獲得景物的圖像,可用于夜間偵察和火控系統(tǒng)等。

 

  紅外技術

  由于一切溫度高于絕對零度的物體都有紅外輻射,為探測和識別目標提供了客觀基礎,因而紅外技術在軍事上得到廣泛應用。紅外系統(tǒng)的工作方式有主動式和被動式。主動式紅外系統(tǒng)是用紅外光源照射目標,儀器接收目標反射的紅外輻射而工作,由于它易暴露自己,應用范圍已逐漸減小,逐漸為被動式的微光夜視儀和熱像儀所取代。被動式紅外系統(tǒng)是接收目標自身發(fā)射或反射其他光源(如日光)的紅外輻射,隱蔽性好,是軍用紅外系統(tǒng)的主要工作方式。被動式紅外系統(tǒng)一般由光學系統(tǒng)、調制掃描器、紅外探測器、信號處理和顯示器等部分組成。紅外探測器是核心部件。紅外多元探測器,特別是紅外焦平面器件是研究發(fā)展的重點。
 

  為了滿足軍事應用的需要,主要發(fā)展了以下3項紅外技術:①紅外跟蹤和制導技術。有點源跟蹤制導和成像跟蹤制導兩種工作方式。點源跟蹤制導是把目標看作一個點光源,目標的紅外輻射由光學系統(tǒng)和紅外探測器接收,變?yōu)檎{制編碼的電信號,經信息處理后使儀器自動跟蹤或引導導彈飛向目標。點源跟蹤制導是現(xiàn)有紅外跟蹤測量設備和戰(zhàn)術導彈制導的主要工作方式。成像跟蹤制導是通過光機掃描和多元探測器獲取目標的圖像信息,經信息處理和鑒別,具有識別目標的能力,是正在發(fā)展的制導方式。②紅外夜視技術。被動式紅外熱像儀是發(fā)展重點。美國、英國、法國等國家已研制出采用多元碲鎘汞探測器的通用組件熱像儀,可按照使用要求選用不同的組件,組裝成所需的紅外熱像儀。③紅外遙感技術。機載或星載的紅外偵察系統(tǒng)通過一維掃描和載體運動獲取景物的二維紅外圖像信息,可記錄在膠片或磁帶上,供事后處理,也可實時傳輸?shù)降孛嬗涗浐吞幚?圖2)。星載紅外預警系統(tǒng)主要用于探測彈道導彈,為反導防御系統(tǒng)提供預警信息。正在發(fā)展的紅外焦平面技術,可不用光機掃描直接獲取圖像信息,將使紅外系統(tǒng)向小型化、智能化發(fā)展。

 

       激光技術

  激光具有單色性好、方向性強、亮度高等特點。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的激光工作物質有幾千種,波長范圍從軟X射線到遠紅外。 激光技術的核心是激光器,激光器的種類很多,可按工作物質、激勵方式、運轉方式、工作波長等不同方法分類。根據不同的使用要求,采取一些專門的技術提高輸出激光的光束質量和單項技術指標,比較廣泛應用的單元技術有共振腔設計與選模、倍頻、調諧、Q開關、鎖模、穩(wěn)頻和放大技術等。

  為了滿足軍事應用的需要,主要發(fā)展了以下5項激光技術:①激光測距技術。它是在軍事上最先得到實際應用的激光技術。20世紀60年代末,激光測距儀開始裝備部隊,現(xiàn)已研制生產出多種類型,大都采用釔鋁石榴石激光器,測距精度為±5米左右。由于它能迅速準確地測出目標距離,廣泛用于偵察測量和武器火控系統(tǒng)。②激光制導技術。激光制導武器精度高、結構比較簡單、不易受電磁干擾,在精確制導武器中占有重要地位。70年代初,美國研制的激光制導航空炸彈在越南戰(zhàn)場首次使用。80年代以來,激光制導導彈和激光制導炮彈的生產和裝備數(shù)量也日漸增多。③激光通信技術。激光通信容量大、保密性好、抗電磁干擾能力強。光纖通信已成為通信系統(tǒng)的發(fā)展重點。機載、星載的激光通信系統(tǒng)和對潛艇的激光通信系統(tǒng)也在研究發(fā)展中。④強激光技術。用高功率激光器制成的戰(zhàn)術激光武器,可使人眼致盲和使光電探測器失效。利用高能激光束可能摧毀飛機、導彈、衛(wèi)星等軍事目標。用于致盲、防空等的戰(zhàn)術激光武器,已接近實用階段。用于反衛(wèi)星、反洲際彈道導彈的戰(zhàn)略激光武器,尚處于探索階段。⑤激光模擬訓練技術。用激光模擬器材進行軍事訓練和作戰(zhàn)演習,不消耗彈藥,訓練安全,效果逼真?,F(xiàn)已研制生產了多種激光模擬訓練系統(tǒng),在各種武器的射擊訓練和作戰(zhàn)演習中廣泛應用。此外,激光核聚變研究取得了重要進展,激光分離同位素進入試生產階段,激光引信、激光陀螺已得到實際應用。#p#分頁標題#e#

  光電綜合應用技術

  在微光、紅外、激光等光電子技術發(fā)展的基礎上,為了滿足作戰(zhàn)使用和科研試驗的要求,主要發(fā)展了以下4項光電綜合應用技術:①光學遙感技術。綜合應用可見光照相、微光攝像、紅外成像和激光遙感技術進行偵察, 可獲取較多的信息,有利于分辨、識別目標。在機載、星載偵察設備中,除可見光照相機外,已廣泛使用紅外掃描儀、多光譜照相機等,并可把獲取的信息實時傳輸?shù)降孛妗"诠怆娭茖Ъ夹g。在紅外制導、激光制導、電視制導和雷達制導技術的基礎上,為提高導彈在不同作戰(zhàn)條件下的適應能力,發(fā)展了紅外/激光、紅外/電視、紅外/雷達、激光/雷達、紅外/紫外等多種復合制導技術。③光電跟蹤測量技術??梢姽?、微光、紅外、激光技術綜合應用于武器的光電火控系統(tǒng),能實時跟蹤和準確測量目標的位置,大大提高了武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能。靶場用的光學跟蹤測量設備,已由普通的電影經緯儀發(fā)展為光電經緯儀,大大提高了自動化程度和跟蹤測量精度,增加了信息量。④光電對抗技術。綜合應用光電新技術,對敵方光電設備和光電制導武器實施偵察、識別、告警、干擾以至攻擊,削弱、破壞其效能,保護己方光電設備正常工作。

  現(xiàn)代軍用光學技術是以光學和光電子學為基礎,與精密機械、電子和計算機等技術相結合而形成的一門新興的綜合技術,是現(xiàn)代軍事技術的組成部分。

 

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