?在(zai)激光領域(yu)中,紅外(wai)波段的(de)定(ding)義是波長(chang)為圖片的(de)激光。紅外(wai)激光在(zai)軍事領域(yu)以及在(zai)民用領域(yu)均具有(you)十分廣泛的(de)應用,這是由于紅外(wai)波段的(de)特性(xing)決(jue)定(ding)的(de)。
隨著紅(hong)外(wai)激(ji)光技(ji)術(shu)研究的不斷進步,紅(hong)外(wai)激(ji)光的產生(sheng)方(fang)法(fa)也逐步獲得拓展,目前主(zhu)要通(tong)過摻雜離子的直接發射、半(ban)導體技(ji)術(shu)和非線性技(ji)術(shu)等手段。
(1)摻雜離子(zi)的(de)直接發(fa)射:離子(zi)當中存在(zai)著不同的(de)能級(ji),電子(zi)在(zai)能級(ji)之間躍(yue)遷,會發(fa)射出具(ju)有(you)中紅外波段(duan)的(de)能量的(de)光子(zi),從而形成(cheng)激(ji)光。其(qi)中摻雜離子(zi)激(ji)光器中激(ji)活的(de)離子(zi)需要具(ju)備(bei)三個條件:
①具有能(neng)級結構(gou),擁有亞(ya)穩態。
②為(wei)了(le)能夠大幅度(du)提(ti)高泵(beng)浦光(guang)源轉換的(de)(de)(de)效(xiao)率,應該選擇具有較強的(de)(de)(de)光(guang)吸收帶(dai)隙寬度(du)的(de)(de)(de)激(ji)活離子。
③熒光量子(zi)(zi)效(xiao)(xiao)率較高。摻雜(za)離子(zi)(zi)直接發射的(de)(de)激(ji)光器雖然光轉換效(xiao)(xiao)率比較高,但是(shi)受到(dao)材料(liao)特(te)性的(de)(de)限制,只能獲得(de)較小波段范圍的(de)(de)激(ji)光。
(2)半導體(ti)技(ji)術。傳(chuan)統(tong)的(de)半導體(ti)激光(guang)器是通(tong)過電子和空穴的(de)復合(he),使輻(fu)射出(chu)(chu)的(de)光(guang)子形成激光(guang)。量(liang)(liang)子級聯技(ji)術出(chu)(chu)現以后,使得量(liang)(liang)子效率與輸出(chu)(chu)功率可以進一(yi)步(bu)獲得提升,與此(ci)同時延伸了(le)輸出(chu)(chu)激光(guang)的(de)波(bo)長區間。此(ci)類器件效率高,輸出(chu)(chu)波(bo)長范圍廣,但是輸出(chu)(chu)功率比(bi)較(jiao)低,而且需要在低溫環境運行。
(3)非線性(xing)頻率轉換技(ji)術。利(li)用該技(ji)術,可(ke)以有效(xiao)將離子(zi)直接發(fa)射(she)的激(ji)光(guang)進(jin)行頻率的變換,從而有效(xiao)地使激(ji)光(guang)的波段擴大。同時可(ke)以實現激(ji)光(guang)器的小(xiao)型化(hua)(hua)、全固化(hua)(hua),并(bing)且輸(shu)出大功(gong)率的激(ji)光(guang)。
由于紅外波段位(wei)于大氣吸收窗口,是熱輻射(she)能量較為集(ji)中(zhong)的區(qu)域,且對水的吸收十分(fen)強(qiang)烈,因此(ci)廣泛應用于各種領(ling)域。
(1)紅(hong)外制(zhi)導(dao)(dao)(dao)導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan),使用了紅(hong)外探測器(qi)獲取并且追蹤目(mu)(mu)(mu)標所發出的熱輻射能量,實現尋找并且制(zhi)導(dao)(dao)(dao),可以(yi)實現精確打(da)擊。紅(hong)外制(zhi)導(dao)(dao)(dao)導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)已經從美國研發的“響尾蛇”AM-9B系列(lie)空空導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan),到(dao)第二(er)(er)代(dai)英國的“紅(hong)頭”導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和發過的“馬特拉(la)”R530導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan),到(dao)第三(san)代(dai)的蘇聯P-73導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)。前三(san)代(dai)受限于紅(hong)外點源(yuan)尋技(ji)術,無法區分多目(mu)(mu)(mu)標。自二(er)(er)十世紀七十年代(dai),第四代(dai)紅(hong)外凝視成像技(ji)術,將熱目(mu)(mu)(mu)標作為擴展源(yuan)處理,帶來了紅(hong)外制(zhi)導(dao)(dao)(dao)導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)的變革。第四代(dai)典型的代(dai)表以(yi)色列(lie)的“怪蛇”-4/5導(dao)(dao)(dao)彈(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)。
(2)紅(hong)外(wai)激光(guang)雷達。利用了(le)激光(guang)亮度(du)(du)高、單色(se)性(xing)優(you)異、方(fang)向性(xing)強的(de)(de)優(you)點。在高度(du)(du)成像方(fang)面取得非常大的(de)(de)優(you)勢,將分(fen)辨率提升至厘米(mi)甚至毫米(mi)的(de)(de)級別(bie),與(yu)之(zhi)前(qian)的(de)(de)微波(bo)雷達對比,高了(le)接近100倍;而測(ce)量(liang)角速度(du)(du)方(fang)面也(ye)比微波(bo)雷達高1000倍以上。同(tong)時因為(wei)中紅(hong)外(wai)波(bo)段位于min的(de)(de)大氣吸收(shou)窗口,能有效地提高測(ce)量(liang)的(de)(de)準確度(du)(du)。
(3)紅(hong)(hong)外激(ji)光通(tong)信(xin)(xin)。激(ji)光作為信(xin)(xin)息載體由于承(cheng)載的(de)(de)(de)信(xin)(xin)息量大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)提高,因而可以(yi)很大(da)(da)(da)程度(du)上豐(feng)富通(tong)信(xin)(xin)的(de)(de)(de)方式。但(dan)是傳統的(de)(de)(de)激(ji)光源會受(shou)到較強的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣吸收和散(san)射(she),使(shi)得通(tong)信(xin)(xin)的(de)(de)(de)距離大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降(jiang)低(di),所以(yi)傳統的(de)(de)(de)激(ji)光通(tong)信(xin)(xin)無(wu)法完(wan)全取代無(wu)線(xian)電通(tong)信(xin)(xin)。但(dan)是位于大(da)(da)(da)氣吸收窗(chuang)口的(de)(de)(de)紅(hong)(hong)外激(ji)光則(ze)受(shou)到較少(shao)的(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣吸收以(yi)及散(san)射(she),能使(shi)激(ji)光通(tong)信(xin)(xin)迎來新時代。
另外紅外激光還(huan)應用于醫療(liao)和環(huan)境監(jian)測等(deng)領域(yu)。
(來源:網絡,版權歸原作者(zhe))