一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，属于激光技术领域。
【背景技术】
[0002]激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，从而促进了生产力的发展，在军事上起到重大作用。激光武器是一种定向能武器，利用强大的定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效。它是利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员等目标的高技术新概念武器。强激光武器有着其它武器无可比拟的优点，强激光武器具有速度快、精度高、拦截距离远、火力转移迅速、不受外界电磁波干扰、持续战斗力强等优点。美、俄、英、德、法、以色列等许多西方国家都在积极发展强激光武器。激光武器经过三十多年的研宄，已经日趋成熟并将在今后战场上发挥越来越重要的作用。
[0003]然而，激光武器的瞄准是影响和制约激光武器性能的重要因素。由于强激光的大气传输效应如大气折射、湍流和热晕，使激光发生路径弯曲、功率衰减、光强起伏、光束扩展和畸变等，因此，很难对目标进行快速的跟踪和瞄准。
[0004]大气折射使得激光通过大气传播时光程增加，激光束偏离预定的目标位置。对激光武器系统而言，既要考虑探测光束的折射，又要考虑攻击强激光光束的折射效应修正以及强激光作用后大气密度改变的折射补偿。强激光在大气中传输时，大气吸收部分激光能量，导致局部气体温度升高，密度降低，高斯分布的激光束能量中心高、边缘低，使得气体密度在光束中心处低、边缘处高，产生类似负透镜的散焦作用，使激光束弯曲、扩展和畸变，称为热晕效应。由于大气湍流的影响，将导致目标上的光斑扩大。当激光功率足够大时，还会产生非线性的热晕现象。这些效应将会使目标上的激光功率密度下降，影响激光对目标的破坏效果。
[0005]此外，目前的激光武器瞄准系统主要采用电子技术控制机械部件进行瞄准，一方面是机械部件调整速度较慢，二是由于强激光的大气传输效应，导致激光无法有效瞄准。
【发明内容】
[0006]本发明的实施例旨在克服以上缺陷，提供一种能够利用目标反射光的正反馈效应，能够克服强激光的大气传输效应，自动而快速地跟踪和瞄准攻击目标且有可能在激光武器和空间防御武器等领域有重要应用的新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器。
[0007]为解决上述问题，根据本发明的第一方面，提供一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，其中，所述激光器包括:增益介质、色散元件、激光器发射器、攻击目标、散射光接收器、泵浦，所述增益介质的输出端与所述色散元件的输入端口连接，所述色散元件的输出端连接到所述激光器发射器，当攻击目标进入敏感区域时会发出散射光，所述散射光接收器连接到所述增益介质的第一输入端，所述泵浦连接到所述增益介质的第二输入端。
[0008]根据本发明的第二方面，提供一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，其中，在敏感区域内不存在所述攻击目标时，没有光进入到所述增益介质的第一输入端，所述增益介质在所述泵浦的作用下能够发出自发辐射的宽带光，宽带光经过所述色散元件和所述激光器发射器后能够覆盖的空间为敏感区域；当敏感区域内存在所述攻击目标时，具有特定波长的散射光进入到所述增益介质，所述色散元件、所述激光器发射器、所述攻击目标和所述散射光接收器共同组成激光谐振腔，与所述增益介质和所述泵浦共同形成单波长的激光器，而激光波长对应着所述攻击目标的空间位置。
[0009]根据本发明的第三方面，提供一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，其中，所述色散元件为能够产生散射光的器件，能够把宽带光发射到空间中，使不同角度输出的光具有不同波长或频率，起到探测所述攻击目标的作用，当单波长的激光入射到所述色散元件中时，激光以一个相应的角度输出而不会发散，光功率会集中到所述攻击目标，起到武器攻击的作用。
[0010]根据本发明的第四方面，提供一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，其中，所述能够产生散射光的器件为光栅或三棱镜或虚像相位阵列或声光调制器或干涉仪或能够产生色散的晶体。
[0011]根据本发明的第五方面，提供一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，其中，所述激光器发射器为一个透镜或一组透镜或一组透镜与反射镜，是使宽带光或激光能够有效发射到一定的空间中的器件，起到准直和扩束的作用。
[0012]根据本发明的第六方面，提供一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，其中，所述攻击目标为激光器组成部分，当所述攻击目标未进入敏感区域时，激光不能形成，发出的宽带光散射到广大的空间中起到探测、预警的作用；当所述攻击目标进入敏感区域时，产生激光，所有的能量集中到所述攻击目标上，摧毁目标。
[0013]根据本发明的第七方面，提供一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，其中，所述散射光接收器是用来接收散射光并将其导入到所述增益介质的第一输入端，所述散射光接收器为一个透镜，或一组透镜或一组透镜与反射镜或为使用光纤或其它光波导器件构成的器件，能够完成收集散射光的功能，并能将收集到的散射光输入到所述增益介质中。
[0014]该激光器的主要结构为:增益介质在没有反馈回来的光输入的情况下，输出的是宽带的自发辐射光，输出端连接色散元件和激光发射器发射到空间中，由于经过了色散元件，不同波长的光的输出角度不同，相应空间中的不同位置被不同波长的光照明了，即利用空间光谱编码，当被攻击目标进入空间照明的区域后，将会引起光的散射，所散射光的波长即包含了该目标的空间位置，对目标引起的散射光进行收集，并输入到增益介质中，在模式竞争的作用下，激光器将输出相同波长的单波长的激光，此时，激光经过色散元件和激光发射器后，将会自动瞄准被攻击目标，实现激光的自动瞄准。
[0015]本发明提出的激光器是一种全新的激光器，具有目标检测和自动瞄准的功能。传统的激光器三要素为泵浦、增益介质和光学谐振腔，但常见的光学谐振腔是在激光器内部的，而本发明提出的激光器，其光学谐振腔包含了在激光器外部并远离激光器的被攻击目标，即由色散元件和激光发射器、被攻击目标和散射光接收器三者共同构成。其工作原理是:当没有攻击目标进入空间光谱编码的区域时，不能形成光学谐振腔，输出为宽带的自发辐射光，用来照明目标区域并进行空间的波长编码；当攻击目标进入空间光谱编码的区域时，形成光学谐振腔，输出单波长的激光，由于该波长对应着目标的空间位置，所以能够实现自动瞄准。在这里，激光器内部的模式竞争起到了逻辑判断的作用，由于激光器的瞄准是在全光学的作用下实现的，因此，瞄准过程不仅是自动的，而且速度很快，由于光速为3X 18米/秒，在几公里的范围里，激光自动瞄准的过程将在几个微秒的时间内完成，比传统的瞄准方式要快很多。而且，由于系统是一个正反馈的系统，大气的折射和湍流等问题都在瞄准的过程中自动包含了，因此，该激光器对各种天气的适应能力也将有较大提高。
【附图说明】
[0016]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0017]图1为本发明的一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器在不存在攻击目标时处于监控状态的原理图；
[0018]图2为本发明的一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器在存在攻击目标时处于攻击状态的原理图。
【具体实施方式】
[0019]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0020]本发明提供了一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器，图1为本发明的一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器在不存在攻击目标4时处于监控状态的原理图；图2为本发明的一种新型的基于空间光谱编码的自动瞄准的激光器在存在攻击目标