Puntatore laser CO2 militare

Dall’introduzione del tubo laser CO2 pneumatico nel 1966, ha ricevuto notevole attenzione. Grazie all’introduzione della tecnologia pneumatica nella tecnologia laser, ha aperto un’ampia prospettiva per migliorare la potenza e l’efficienza. Non ha avvelenamento chimico e inquinamento ed è facile da fabbricare. La sua lunghezza d’onda di emissione è 10,6um, che è nella finestra atmosferica e può emettere caratteristiche eccezionali come un laser ad alta potenza ad onda continua.

Come arma di nuova concezione, l’arma laser è diventata la nuova arma preferita del nuovo secolo a causa della sua velocità veloce, della sua buona direzionalità, dell’alta densità di energia e dell’elevato costo del combattimento rispetto ai tradizionali armamenti convenzionali. Questo documento introduce principalmente le armi laser sviluppate da Stati Uniti, Francia, Russia e Russia utilizzando puntatori laser a CO2 pneumatici e riassume lo stato attuale e la tendenza di sviluppo dei tubi laser a CO2. Nel 1975, l’intercettazione MTU di bersagli alati e droni di elicotteri al Redstone Arsenal in Alabama, USA, ebbe successo, ma non furono riportati risultati.

Arma laser a CO2 pneumatica sviluppata dagli Stati Uniti

Poco dopo la comparsa della prima generazione di puntatori laser ad alta energia verso la fine degli anni ’60, iniziarono gli sforzi per sviluppare armi. Il puntatore laser 10000 mW era il puntatore laser a CO2 inventato nel 1968. Nei primi anni ’70, le tre forze armate statunitensi iniziarono a studiare gli effetti distruttivi dei laser ad alta energia su obiettivi militari.

Uno dei prototipi originali dell’arma laser ad alta energia era il dispositivo MTU sviluppato dalla US Air Force a metà degli anni ’70. Utilizzava un puntatore laser elettropneumatico a CO2 da 30 kW.

La ricerca della US Navy crede che per distruggere missili anti-nave a distanze tattiche, la potenza di uscita dei puntatori laser ad alta energia debba raggiungere megawatt. Tra il numero limitato, il puntatore laser a CO2 pneumatico con una lunghezza d’onda di 10,6 micron è il più maturo nella tecnologia, anche se la sua potenza di uscita è lontana dai megawatt, ma nel lungo periodo. Sappiamo che quando il laser viene trasmesso nell’atmosfera, sarà influenzato dall’effetto atmosferico, con conseguente perdita di energia e danno ridotto al bersaglio, e il grado di influenza è correlato alla lunghezza d’onda.

Il gas di combustione viene soffiato in metano, ossigeno e azoto e la composizione finale del gas è il 14% di anidride carbonica, 85% di azoto e 1% di vapore acqueo. L’esperimento con puntatore laser è stato programmato per terminare nel 1984 e si dice che costasse circa $ 32,1 milioni. Il successo del test ha dimostrato in linea di principio che i missili aria-aria e terra-aria potrebbero essere distrutti con armi laser ad alta energia disperse nell’aria. Tuttavia, va sottolineato che il puntatore laser 100mW è pieno di un aereo da trasporto a quattro motori di grandi dimensioni e non può essere installato come equipaggiamento supplementare su un piccolo aereo. Ciò porta a problemi terribili per il trasporto e l’uso del sistema d’arma e, cosa più importante, l’enorme volume è difficile da evitare l’attacco dell’altro missile. Nell’agosto del 1988, l’US Air Force Weapons Laboratory (AFWL) costruì un puntatore laser verde da 100 mW.

Piano LATEX francese

La Francia ha iniziato a sviluppare armi laser tattiche anti-missile dai primi anni ’70. Il programma LATEX è stato implementato nel 1984; è stato studiato un puntatore laser pneumatico a CO2 migliorato con un sistema di mira. Il programma LATEX ha completato oltre 5.000 test di accensione dal 1987 al 1990, uno dei quali ha distrutto una carenatura a infrarossi di un missile a 700 metri di distanza e una piastra metallica che simula l’involucro esterno dell’aeromobile.

Arma laser CO2 russa pneumatica

L’ex Unione Sovietica iniziò a sviluppare puntatori laser ad alta energia a metà degli anni ’60. Gli scienziati e gli ingegneri del laboratorio di armi laser non avevano meno di 10.000 persone. La Russia ha un laser a CO2 di oltre 10.000 watt, che è principalmente sviluppato e prodotto dal centro laser di Leningrado Evremov Electric Physics Institute. Il potere è suddiviso in tre tipi di energia: da 50 a 1 milione di watt, 30.000 watt e 15.000 watt, che sono ottenuti dall’eccitazione di anidride carbonica mediante scarico di gas.

Conclusione

Sebbene questi puntatori laser 50mW siano meno competitivi dei puntatori laser chimici a causa della bassa efficienza di conversione dell’energia, del volume elevato e della scarsa qualità del fascio. Tuttavia, la tecnologia del puntatore laser a CO2 pneumatico è matura, la struttura è semplice, la potenza di uscita è elevata, ha raggiunto diversi milioni di watt e non vi è alcun problema di corrosione chimica.

puntatore laser 50mW

Per consentire l’utilizzo di puntatori laser a CO2 ad alta energia pneumatici in vari campi, in particolare nel settore militare, è necessario migliorare ulteriormente la potenza di uscita e l’efficienza di conversione del dispositivo, ridurre il volume, ridurre il peso e migliorare l’affidabilità. Sarà inoltre sviluppata tecnologia ad alta energia con puntatore laser a CO2 pneumatico.

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Stato di sviluppo delle armi laser

Il puntatore laser blu è una delle armi a raggi. Sono anche armi a raggi, armi a raggi e armi che utilizzano fonti di luce coerenti e incoerenti. Il fattore di uccisione è la radiazione elettromagnetica direzionale ad alta energia generata da varie penne laser. I risultati dell’uso in combattimento di flussi di radiazioni laser di diversa densità (, diversi tipi di armi laser) sono anche diversi: o temporaneamente accecanti dispositivi optoelettronici nemici o organi visivi umani, o missili, aerei, veicoli corazzati Altri bersagli causano danni meccanici (distruzione) .

Allo stato attuale, le armi laser ad alta energia stanno attirando un’attenzione intensa da parte delle forze militari di tutto il mondo. Il laser è un’arma a energia diretta che usa il raggio emesso in una particolare direzione per attaccare un bersaglio. Ha prestazioni eccellenti come interferenze veloci, flessibili, accurate e anti-elettromagnetiche. Svolge un ruolo unico nelle contromisure optoelettroniche, nella difesa aerea e nella difesa strategica. Sarà un deterrente regolare. Poiché la velocità del puntatore laser è la velocità della luce, generalmente non è necessario usare la quantità in anticipo, ma poiché il laser blu è sensibile alle intemperie, non è stato reso popolare fino ad oggi.

La direzione della ricerca scientifica e della progettazione sperimentale in questo campo è lo sviluppo di laser ad alta energia, compresi i puntatori laser 5000 mW basati su nuovi mezzi di lavoro e sorgenti di pompaggio, oltre a sistemi di rilevamento, riconoscimento e localizzazione, sistemi ottici di formatura, adattivi. Specchio, dispositivo di raffreddamento, rivestimento ottico multifunzione per la correzione del fronte di radiazione di uscita. Per migliorare l’efficacia delle armi oggetto di studio, vengono studiati il ​​processo di utilizzo di diversi materiali di radiazione laser, l’influenza dell’atmosfera sui suoi parametri e il metodo di compensazione della distorsione. È anche un problema importante sviluppare un piccolo alimentatore con una potenza unitaria elevata per un puntatore laser.

Gli Stati Uniti sono i più attivi nel campo della ricerca e dello sviluppo di armi laser. Gli Stati Uniti hanno le più avanzate strutture di ricerca scientifica per tutte le ricerche scientifiche e il lavoro di progettazione sperimentale in caso di armi laser. Anche Germania, Francia, Europa e Israele hanno fatto progressi significativi.

Il lavoro della Francia in questa direzione è svolto da Thales, che ha una vasta esperienza nello sviluppo di ponters laser blu ad alta energia. Il sistema ha un campo di tiro circolare con un raggio di 3-10 km e il campo dipende dalla potenza di uscita irradiata. A differenza del sistema LFK-MBDA, il prototipo francese è equipaggiato con un laser a stato solido pompato a semiconduttore. Thales ha proposto diverse soluzioni per dispositivi laser per l’implementazione su piattaforme diverse. Ad esempio, un puntatore laser 3000mW dovrebbe avere una potenza di progetto di 100 kW, una penna montata su un camion con una potenza di 200 kW e una custodia montata su un laser montata su un veicolo blindato con una potenza di 50 kW. I missili di difesa aerea o le pistole automatiche completeranno le future armi di sistema. L’obiettivo principale è la produzione di laser dimostrativi e test di tiro entro il 2015.

Il 21 aprile 2011, la francese Armaments and Equipment Administration ha condotto con successo un test di lancio di armi modulari aria-terra per combattere bersagli mobili ad alta velocità sul terreno. L’analisi è stata condotta utilizzando un caccia multiruolo "Gust" presso il sito di test Acquisizioni di Difesa di Biscarrosse, che ha sparato a un angolo fuori asse estremo di 90 ° con una gamma di oltre 15 chilometri. Il test di lancio dimostra la capacità di guida laser end-of-segment di armi modulari aria-terra, con una precisione di 1 metro contro bersagli veloci e flessibili di terra o marittimi. In combinazione con la sua capacità di lanciare al di fuori della zona, le armi modulari aria-terra diventeranno un missile aria-terra senza eguali nel mercato delle armi tattiche aria-terra.

L’arma air-to-ground modulare con guida laser utilizza la guida di medio raggio GPS / INS ed è dotata di un puntatore laser 2000mW. L’algoritmo utilizza algoritmi per tracciare obiettivi di movimento fissi o ad alta velocità alla fine della balistica, migliorando notevolmente la flessibilità di combattimento.

puntatore laser 2000mW

Oltre alla versione con guida laser, l’arma modulare aria-terra include altre due varianti, GPS / INS e GPS / INS + infrarossi, entrambi identificati utilizzando il caccia multiruolo "Gust". Secondo il piano, il puntatore laser da 2000mW entrerà nella fase di produzione di massa alla fine del 2012 e sarà consegnato all’aeronautica e alla marina francese.

Recentemente, la francese Armaments and Equipment Administration ha implementato con successo il primo test di lancio della certificazione dell’arma aria-terra modulare "hammer" AASM guidata dal laser. Il "martello" AASM è una serie di armi guidate aria-terra sviluppate dal componente di guida, dalla componente a raggio esteso e dalla bomba convenzionale.

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Sicurezza delle radiazioni laser

A differenza di altre sorgenti luminose convenzionali, i fasci prodotti dai moduli laser sono più concentrati di energia a causa della loro monocromaticità, coerenza, collimazione e alta densità di energia, causando danni agli organi umani, specialmente all’occhio umano. Per il laser nella regione dello spettro infrarosso, il costo per il corpo umano è principalmente l’effetto termico, e il prezzo per la luce laser nelle regioni spettrali blu e viola è principalmente l’effetto fotochimico. Allo stesso tempo, abbiamo notato che il livello di sicurezza della luce del sistema è diverso dal livello di protezione dei dispositivi nel sistema.

Dopo l’introduzione dell’amplificatore in fibra nel sistema di comunicazione ottica, poiché la potenza di uscita dell’amplificatore in fibra è maggiore di quella del mirino laser a semiconduttore generale, anche la sicurezza della radiazione utilizzata come modulo laser ha attirato l’attenzione. L’ITU (ITU-T) considera anche l’uso sicuro dei mirini laser nello sviluppo di standard per sistemi di comunicazione ottica, in particolare quelli che utilizzano amplificatori in fibra (come multiplexing a divisione di lunghezza d’onda), in alcune raccomandazioni come G.691, G. Rilevanti definizioni e le descrizioni di IEC825 sono state introdotte in .692, G.664, G.957, ecc.

mirino laser

La classificazione si basa sull’AEL (Accessibleemissionlimit), che è il livello consentito di puntatori laser. Radiazione massima L’AEL è correlato sia alla lunghezza d’onda che al tempo di esposizione sotto la radiazione.

Primo livello: in condizioni operative normali, non ci saranno radiazioni luminose dannose per l’uomo.

Il secondo stadio: la sua gamma di radiazioni è nello spettro visibile e il suo valore AEL è equivalente alla quantità quando è esposto alla radiazione del prodotto del primo stadio per 0,25 secondi. Questo livello di prodotto richiede un ulteriore segno di avvertimento per i test di sicurezza. Se è un mirino laser, può causare l’infiammazione della cornea e della cataratta.

Il terzo livello: diviso in due livelli di 3a e 3b. Il livello 3a non provoca danni all’occhio nudo per coloro che hanno una risposta evasiva standard alla luce intensa, ma può causare danni all’occhio umano utilizzando uno strumento per l’osservazione dell’obiettivo. Secondo la differenza della radiazione luminosa della penna laser, CDEH e IEC dividono i prodotti laser in quattro gradi. I prodotti di classe 3b includono radiazioni nell’intervallo da 200 nm a 1000000 nm, che possono causare lesioni accidentali se lasciate nude. La gestione e il controllo di esso sono più severi rispetto al secondo livello.

Il quarto livello: AEL è sopra il terzo livello, non solo causerà danni all’occhio umano se guardato direttamente, ma causerà anche altri danni in altri casi. Per il puntatore laser ad alta potenza da 500 mW, funziona nella banda dell’infrarosso lontano, che causa principalmente danni alla cornea e al cristallo del bulbo oculare. Questa nuova soluzione tecnologica è pienamente qualificata per il mercato di fascia alta, che non può essere completata dai sensori elettronici e dal rilevamento generale, e ha requisiti più elevati per ultra-lunga distanza, altissima precisione e sensibilità ultra-elevata, che è ancora in la fase di istituzione del progetto e pre-ricerca in Cina. Non solo per gli occhi, ma anche per la pelle e persino il fuoco. Sono richiesti una rigorosa gestione e controllo di tali prodotti. La domanda è ben nota al settore. I laser con una larghezza di banda spettrale stretta come 2 kHz e l’ultima generazione di tecnologia di rilevamento ottica introdotte sono completamente diversi dal rilevamento in fibra ottica di cui ora godiamo.

Secondo lo standard CDRH, per un sistema di comunicazione a fibre ottiche che utilizza una penna laser da 1550 nm e una fibra monomodale, la potenza di uscita del prodotto del primo stadio dovrebbe essere inferiore a 8,5 mW e il quarto stadio è superiore a 500 mW . Secondo lo standard IEC, per un sistema di comunicazione a fibre ottiche che utilizza un laser a 1550 nm e una fibra monomodale, la potenza di uscita del prodotto del primo stadio dovrebbe essere inferiore a dieci mW, il livello inferiore a 50 mW è 3, e il secondo ordine è maggiore di 500 mW.

L’emergenza dei laser ha aperto un’altra porta per il rilevamento della fibra ottica, e il suo valore applicativo e il suo significato sociale sono ancora più critici! Pertanto, quando l’occhio umano si trova di fronte direttamente alla luce laser emessa dal puntatore laser da 2000 mW o dal connettore in fibra, può causare danni agli occhi. A differenza delle applicazioni di rilevamento ottico, la soluzione è mirata a applicazioni di mercato a ultra-alta gamma, ad altissima precisione e ad altissima sensibilità, tra cui esplorazione petrolifera, difesa militare, monitoraggio di pipeline, comunicazioni lidar e sottomarini. È l’ultimo risultato nello sviluppo della tecnologia ottica. Un sistema ben progettato può essere molto efficace per evitare danni accidentali causati dai suoi metodi, e un sistema mal progettato può rendere l’invenzione più dannosa per il corpo umano.

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Tecnologia laser e sviluppo

Il puntatore laser è prodotto dalla radiazione stimolata. Questo mezzo deve essere descritto da "temperatura assoluta negativa" (quindi alcune persone dicono generalmente che la temperatura negativa è superiore all’infinito). Può fornire laser a 532 nm con una potenza di pochi milliwatt a decine di milliwatt, ma ha eccellenti caratteristiche spettrali e ha importanti applicazioni nella misurazione di precisione. La direzione di propagazione, ecc. È la stessa del raggio di luce, vale a dire che la luce della radiazione stimolata può amplificare la luce attraverso un mezzo. Dalla relazione tra assorbimento e radiazione stimolata, è possibile ottenere concetti come l’inversione e il guadagno della popolazione. In un mezzo di equilibrio termico generale, il numero di particelle distribuite a basso livello di energia occupa un vantaggio assoluto.

Allo stato attuale, il puntatore laser più utilizzato è un laser blu. Per ottenere l’amplificazione ottica, è necessario provare a rendere la maggior parte della transizione delle particelle ad un livello di energia elevato. E può rimanere al livello di energia alta per un tempo abbastanza lungo. Cioè, la radiazione stimolata deve essere superiore all’assorbimento accelerato. Un’ampia varietà di puntatori laser verdi è utile ed economica. Quando ci sono più particelle di alto livello che particelle di basso livello, è chiamata inversione del numero di particelle (o inversione della popolazione numerica di popolazione), che è uno stato di non equilibrio, se la classica espressione di distribuzione di equilibrio di Boltzmann è ancora usata.

Dal momento che Mehman ha dimostrato il primo puntatore laser a rubino nel 1960, i dispositivi laser hanno visto uno sviluppo senza precedenti. Il mezzo che realizza l’inversione della popolazione è chiamato mezzo di attivazione e i fotoni si propagano nel mezzo di attivazione e l’intensità della luce aumenta esponenzialmente con l’aumentare della distanza. Per generare e mantenere lo stato di attivazione del mezzo, è necessario pompare continuamente atomi di basso livello ad un livello di energia elevata (chiamato pompa) con mezzi appropriati, come scarico di gas, lampada flash, reazione chimica, energia nucleare, ecc. È consuetudine pensare che il riscaldamento non possa aumentare la temperatura ad una temperatura superiore all’infinito.

Non è sufficiente avere un mezzo di attivazione perché amplifica la luce in tutte le direzioni, producendo un output in cluster. Questo puntatore laser 200mW richiede un nuovo componente: la cavità ottica. Generalmente consiste in uno specchio concavo a riflessione totale e uno specchio concavo con una riflessione del 99% e una trasmissione dell’1%. La luce viene riflessa avanti e indietro tra i due specchi e viene continuamente amplificata. Finché la cavità risonante soddisfa determinate condizioni, può essere generato un raggio laser stabile. Vale a dire, il mezzo di attivazione e il risonatore ottico sono condizioni necessarie per generare luce laser. Pertanto, in generale, la luce passa attraverso un mezzo senza essere amplificata.

Dal laser infrarosso lontano che è in contatto con il microonde al laser rosso, può essere suddiviso in gas, liquido, solido, plasma, semiconduttore, colorante, elettrone libero, eccimeri, ecc. Dal metodo di pompaggio. Suddivisi in: eccitazione elettrica, eccitazione di reazione chimica, eccitazione di energia nucleare, eccitazione ottica, ecc., Potenza che va da microwatt (per interconnessione ottica, calcolo ottico, ecc.) A massicci watt (per fusione atomica laser), con uscita continua, anche Impulso ultracorti 4fs …

Quattro gruppi di scienziati nel 1962 lo svilupparono con successo. È stato ampiamente utilizzato per le sue dimensioni ridotte, il basso consumo energetico, la bassa tensione e l’elevata efficienza. A causa delle conquiste della scienza e della tecnologia dei materiali semiconduttori e della scienza e tecnologia della microelettronica negli ultimi anni, l’output rappresenta oltre il 99% di tutti i tipi di puntatori laser rossi, e per la sua lunga durata, alta potenza, facile modulazione, risposta veloce , ecc. Nel campo della scienza dell’informazione come la comunicazione ottica, la memorizzazione ottica e il visual computing, una nuova era della fotonica sta emergendo e si sta sviluppando rapidamente.

puntatori laser rossi

La ricerca popolare sulle onde elettromagnetiche non solo approfondisce la comprensione della legge del movimento materiale, ma manda anche alcune tecnologie che cambiano il mondo: lo studio della radio ha portato allo sviluppo di radio, televisione e telecomunicazioni; la crescita del microonde ha portato al radar, alla navigazione, allo sviluppo di acceleratori RF, spettroscopia e tecnologie fisiche e aerospaziali; lo studio dei raggi X si è rapidamente applicato al see-through, al rilevamento dei difetti, alla struttura cristallina, alla litografia dei circuiti integrati, ecc., mentre l’invenzione del laser ha sviluppato un infrarosso lontano. Per la forte sorgente di onde elettromagnetiche dei raggi X molli, lo sviluppo di elaborazione laser, comunicazione laser, ecc. è stato ampiamente utilizzato, non è esagerato affermare che la luce è lo strumento migliore per conoscere il mondo.

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