軍用脈沖激光測距儀的特點及通用性能

戰(zhàn)術(shù)和戰(zhàn)略用脈沖激光測距儀主要包括紅寶石、Nd∶YAG、CO2、喇曼頻移Nd∶YAG和Er∶玻璃等脈沖激光測距儀。

1.紅寶石脈沖激光測距儀

0.69μm的紅寶石脈沖激光測距儀是第一代軍用激光測距儀，其結(jié)構(gòu)簡單，緊湊。因工作波長屬近紅外綠光，極易暴露目標(biāo)，加上對人眼極不安全，目前除少數(shù)應(yīng)用外已被淘汰。

2.Nd∶YAG脈沖激光測距儀

Nd∶YAG脈沖激光測距儀的主要優(yōu)點是隱蔽性、電效率和脈沖重復(fù)工作頻率大大優(yōu)于紅寶石激光測距儀，因而從60年代后期開始廣泛裝備部隊；主要缺點：①工作波長為1.06μm，相對說來較短，在大氣中的衰減較大，不完全適合自然霧和戰(zhàn)場煙幕等環(huán)境條件；②1.06μm波長被發(fā)射后經(jīng)人眼聚焦進(jìn)入視網(wǎng)膜，在很短的距離上若不加防護(hù)觀察，可以使人眼永久致盲；③1.06μm波長不與8~12μm熱成像系統(tǒng)兼容。而Nd∶YAG脈沖激光測距儀目前仍具有無法取代的獨特優(yōu)點，加上裝備量已擴(kuò)大到陸、海、空三軍，目前仍在以下幾方面廣泛應(yīng)用。

(1)戰(zhàn)場指揮員、步兵偵察員、炮兵前沿指揮觀測員以及艦隊基地指揮員、海軍陸戰(zhàn)隊員用手持瞄準(zhǔn)觀察和測距。
(2)現(xiàn)代作戰(zhàn)坦克和裝甲車采用Nd∶YAG脈沖激光測距儀作為火控系統(tǒng)的總體部件，以改善主要作戰(zhàn)武器的精度。
(3)廣泛用于對空防御系統(tǒng)，提高對抗高速飛機(jī)和機(jī)動性大的武裝直升機(jī)的跟蹤精度。
(4)Nd∶YAG激光測距儀―目標(biāo)指示器是國外應(yīng)用最早的激光武器。目前，這種武器系統(tǒng)仍然是激光制導(dǎo)炸彈、導(dǎo)彈和火炮的唯一遠(yuǎn)距離精確制導(dǎo)武器，并為雙功能激光測距―目標(biāo)指示器采用人眼安全的喇曼頻移Nd∶YAG激光器實現(xiàn)精確制導(dǎo)打下了基礎(chǔ)。

3.CO2脈沖激光測距儀

CO2脈沖激光測距儀是70年代末和80年代中期主要針對1.06μm的Nd∶YAG激光測距儀的缺點發(fā)展起來的新一代人眼安全激光測距儀。其主要優(yōu)點有：

①大氣穿透能力優(yōu)于Nd∶YAG激光波長，能在較低能見度和戰(zhàn)場煙幕等大氣條件下工作；
②能與8~12μm波段內(nèi)的典型熱成像系統(tǒng)兼容并可共用接收光學(xué)系統(tǒng)和探測器，能有效實現(xiàn)熱成像儀能探測到的絕大多數(shù)目標(biāo)；
③能實現(xiàn)對人眼安全。

主要缺點是：

①10.6μm的CO2激光波長極易被水分子(H2O)吸收衰減，在大氣中含水蒸汽密度大的睛天和潮濕條件下，限制了它的最大測距能力，特別是雨天和目標(biāo)被雪覆蓋時，目標(biāo)呈現(xiàn)多鏡面對稱反射，對CO2激光波長測距不利；
②10.6μm的CO2激光波長對戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)的反射系數(shù)低于1.54、1.06和0.69μm的激光波長。

4.喇曼頻移Nd∶YAG和Er∶玻璃脈沖激光測距儀

喇曼頻移Nd∶YAG和Er∶玻璃脈沖激光測距儀也和CO2一樣發(fā)展于70年代末和80年代中期，主要優(yōu)點是：

①大氣穿透能力高于1.06μm的Nd∶YAG激光波長而低于CO2激光波長；
②對目標(biāo)的反射系數(shù)和在睛天、高溫度條件下測距時，其性能高于CO2激光波長并與Nd∶YAG激光波長相當(dāng)；
③對人眼的安全性高于CO2激光波長。缺點是由于1.54μm波長屬中紅外波段，不能與8~12μm的熱成像系統(tǒng)兼容，加上轉(zhuǎn)換效率低、脈沖能量小和重復(fù)工作頻率低(喇曼頻移Nd∶YAG除外)等限制了它們的應(yīng)用。

此外，Er∶玻璃材料制作困難，而且光探測器InGaAs-APD目標(biāo)仍存在某些技術(shù)問題有待解決。

其中：

(1)喇曼頻移Nd∶YAG激光器它采用Nd∶YAG激光器并在高壓甲烷氣體中受激喇曼散射(SRS)，把1.06μm波長頻移到1.54μm。因此，激光器與Nd∶YAG一樣結(jié)構(gòu)緊湊，但價格高而結(jié)構(gòu)復(fù)雜。頻移波長1.54μm經(jīng)測距儀發(fā)射后進(jìn)入人眼視網(wǎng)膜以前被人眼的液體部位吸收和耗散掉了，實現(xiàn)了對人眼安全。這類激光測距儀在軍用上為步兵和炮兵前沿偵察、對空防御和坦克火控提供人眼安全及較廉價的激光測距儀器。

(2)Er∶玻璃激光器它采用摻入鉺元素的玻璃激光棒并用閃光燈泵浦，直接產(chǎn)生1.54μm的激光輸出，而不是用SRS方法頻移產(chǎn)生1.54μm。因此，激光器的重復(fù)工作頻率和輸出能量都很低且壽命短，不利于高重復(fù)頻率對空防御應(yīng)用，一般僅用于對地面目標(biāo)測距，如手持式、坦克等。(end)

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