摘要：军用激光测距机光源的应用有着非常重要的现实意义。本文立足激光测距机光源应用特点分析基础上，对未来发展前景进一步分析，旨在为实际军用创新实现发挥一定的借鉴意义。
关键词：军用激光测距机；应用特点；应用前景
激光测距机的的使用主要是对激光收发机在发出目标和接受目标两个之间测量计算的结果，通过计算结果获得关于目标距离，在位置精确判定基础上，散发光束进行距离的探测。如果光束的散发为连续性的，那么为连续波激光测距仪；如果散发的光束为激光器所散发的脉冲光束，则为脉冲激光测距仪。当前广泛应用于军事中的主要为脉冲激光测距仪，具有较高的应用价值。
1激光测距光源的应用特点分析
1.1红宝石脉冲激光测距仪
红宝石脉冲激光测距仪是最早应用在军事中的激光测距仪，在初期应用中由于其结构构成简单、操作较为方便，得到了广泛的推广使用。但是，红宝石脉冲激光测距仪的波长属于红光，常容易暴露目标，后期使应用范围逐渐缩小。
1.2 Nd:YAG脉冲激光测距仪
N:dYA.G激光测距仪在实际应用中相比红宝石脉冲激光测距仪而言具有隐蔽性高的特点，再加上其处于脉冲激光测距仪，重复频率较高，从上个世界60年代开始广泛应用到军事活动中。目前常应用于战场指挥、步兵侦察以及炮兵前沿、现代作战坦克以及装甲车、对空防御系统，不断提升了对抗性，且跟踪性能也是较为突出的。这就决定了其探测精确度高。在现今军事应用武器设备发展中，N:dYAG激光测距仪一直得到应用。广泛使用于激光制导炸弹、导弹中，对于制作远距离的制导武器有着非常重要的应用价值，在海陆空等军事活动中具有重要的现实意义。
1.3 CO:脉冲激光测距仪
CO:脉冲激光测距仪应用于军事中主要是从上个实际80年代开始使用的，其作为新一代人眼安全激光测距仪，与N:dYA.G激光测距仪相比较，大气穿透能力强，即使在能见度交底的天气状况下，仍然具有较高的应用价值。且与m波段内典型热成象系统可以实现兼容，以此探测的目标也是较多的（如下图）。
图1 CO：脉冲激光测距仪系统原理图
1.4拉曼频移N:dYAG和Er:玻璃脉冲激光测距仪
拉曼频移N:dYAG和Er:玻璃脉冲激光测距仪应用于军事也是从80年代开始使用的，其穿透能力高。在晴天和潮湿的环境下测距性能都是较为突出的。此外，人眼探测中安全性高，激光波比较长。首先，拉曼频移N:dYAG激光器使用N:dYAG激光器，在高压状态下实现激光测距，结构比较紧凑，但是整体结构比较复杂，成本也是较大的。当前应用于军事上主要在步兵炮兵前沿侦察、对空防御和坦克火控中，极大保护了人眼的安全。而Er:玻璃激光器主要使用掺饵玻璃激光棒，直接产生激光，不需要实现转频产生，重复率低，一般适合地面目标的测距中，常应用于坦克。
图2 激光测距机光源应用特点分析
2军用激光测距机光源的发展前景
2.1轻型便携式脉冲激光测距仪
军用激光测距机光源在未来发展中，轻型便携式脉冲激光测距仪将成为主要的发展趋势，如，在实际使用中主要是从步兵租炮兵侦察所使用的激光测距目标指示器。此种指示器的操作比较灵活、负重小、可靠性高、维修成本低。在实际应用中，探测距离可以达到10km左右，且测距精度也是较高的。但是，其重复频率是单次的。在轻型便捷式脉冲激光测距仪发展使用中，为了保护人员安全，从最初使用的N:dYAG激光测距仪已经逐渐向拉曼频移N:dY’AG和Er:玻璃的1.54”m人眼安全脉冲激光测距仪创新使用。且为了适应作战和军事活动需求，单一的便携式激光测距仪开始向昼夜都可观测的激光测距仪发展，综合性能不断提升。当前广泛应用的轻型便携式激光测距仪主要以美国研发使用的Er:玻璃激光器小型激光红外观测仪为代表，其性能先进，体积小，重量小。
2.2地面车载脉冲激光测距仪
地面车载脉冲激光测距仪同样也是未来发展的主要趋势之一，其有着测量长、精度高、目标分辨率高的优点。地面车载脉冲激光测距仪为了实现探测的精确度，要能够在不同天气可见度情况下，实现全天候的瞄准测距，为了达到这一目标需要需要多种激光测距仪组合才能实现。如，国外所使用的1拉曼频移N:dYAG激光测距、电视摄象和红外热成象部件等构成地面车载脉冲激光测距仪，应用到装佳机中，获得了预期效果。但是，在测地面车载脉冲激光测距仪的使用中，需要做好人员安全防护，针对不同可见度情况下，计算地面车载脉冲激光测距仪的探测距离与接收功率之间的关系（如下图），选择符合人眼安全的激光波长实现测距，提升人眼安全防护水平。
图3 不同可见度情况下地面车载激光测距机探测距离与激光接收功率之间关系分析
2.3对空火炮和导弹防御脉冲激光测距仪
高炮对空防御脉冲激光测距仪的使用能够为高空飞机飞行提供精确的跟踪信息，反馈高效率的距离信息，对于实现武装直升机和隐身飞机的对抗等有着极大的贡献价值。为了有效提升对空防御能力，需要激光测距仪具有较高的数据准确率，从侧程和测距精度、重复频率都能够方面改进。尤其在极端天气条件下，激光测距仪仍然具有较高的敏感度，在潮湿的环境下不会初出现限制波长的现象。为了满足以上性能标准，可以使用N:dYAG脉冲激光测距仪，同样也可以使用拉曼频移N:dY’AG和Er:玻璃脉冲激光测距仪，实现最佳的跟踪追击，提升军事空中对抗性。
2.4机载脉冲激光测距仪
机载脉冲激光测距仪主要应用于武装直升机中，用于导弹指令的发出，以此能够对于光电飞行器实现援助，确定拦截和攻击目标。此种系统在实际应用中主要是使用N:dYAG脉冲激光测距仪，在人员安全防护基础上，获得较高的激光测距和目标确定指示能力。在保护机载系统基础上，完完成作战任务，实现高空主动攻击。机载脉冲激光测距仪在实际应用中侧程高、测距精度高、重复频率高、束散角小，而为了能够将其在武装直升机上装载，其体积需较小设置，且使用高效循环液体作冷却器，满足气体升压强致冷却的需求。当前主要所使用的机载脉冲激光测距仪主要为1一54拼m的拉曼频移N:(1YAG激光测距仪。
2.5舰载脉冲激光测距仪
舰载脉冲激光测距仪主要应用在舰载火控、装备的测距系统。在军事作战中主要应用于水面舰载和潜艇潜望两种类型。由于舰载脉冲激光测距仪的作战条件比较特殊，对测距仪器光源的应用要求也是较高的。无论是体积、重量还是电效率都是非常高的，且投入成本大，维修要求高。在当前及未来的使用中，出现了大量的常规火控和对空防御设备，其一方面要对目标实现全天候的追踪；另一方面，还要对隐身飞机、巡航反舰导弹等能够实现有效的拦截。在舰载脉冲激光测距仪使用中，其组合使用主要是通过激光测距仪、图象增强器、红外热成象仪等设置在潜望镜中，满足实际测距要求。
2.6导弹靶场脉冲激光测距仪
导弹靶场脉冲激光测距仪应用目的主要是对导弹靶场武器系统、军用卫星发射等实现鉴定，由于其作业对象特殊性，这就要求脉冲激光测距仪在使用中测量实时性性高、能够实现短时间内快速反应实现速度测量和自动跟踪。
2.7人造卫星脉冲激光测距仪
人造卫星脉冲激光测距仪的使用是未来主要的发展趋势，这也是信息化技术在军用武器设备中实现高效率应用的结果。人造卫星脉冲激光测距仪安装在卫星发射点上，与跟踪系统结合基础上，实时性跟踪和自动测速。且为了满足人造卫星的飞行高度，还会在人造卫星的下部安装角反射器，这样整体上看来，从束散角的有效设置等需要投入较高的成本。
3小结
综上所述，军用聚光测距机光源的应用对于提升军事活动作战效率等起着非常重要的作用。在实际应用中，基于红宝石脉冲激光测距仪、Nd:YAG脉冲激光测距仪CO:脉冲激光测距仪以及拉曼频移N:dYAG和Er:玻璃脉冲激光测距仪使用基础上，创新研发，从轻型便携式、地面车载、对空火炮和导弹防御、 机载以及舰载和导弹靶场、人造卫星等方面实现创新应用，充分适应于我国军用激光测距机应用要求。
参考文献
[1]代修波.手持式相位激光测距仪的研究与设计[D]. 扬州大学, 2013.
[2]赵文成, 许贤泽, 乐意, et al. 基于双探测器的手持式激光测距仪系统设计与实现[J].中南大学学报(自然科学版), 2015(8).
[3]王古常,孙斌,万强, 等.军用脉冲激光测距技术与研究现状[J].光学与光电技术,2003,1(4):55-59. DOI:10.3969/j.issn.1672-3392.2003.04.014.
论文作者:孙飞
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/14
标签：脉冲论文; 激光测距仪论文; 激光论文; 较高论文; 光源论文; 人造卫星论文; 基础上论文; 《基层建设》2019年第21期论文;