激光发光的原理是什么(激光制导是怎么回事儿？它和雷达制导比有啥优缺点)

激光制导，就是利用激光获得制导信息或传输制导指令，使导弹按照一定的导引规律飞向目标的制导方法。激光制导可分为激光指令制导、激光驾束制导、半主动激光制导和主动激光制导，前两种为遥控制导方式，后两种为寻的制导方式。这几种激光制导方式与相对应的雷达制导方式从制导原理上讲其实是大同小异的，比如半主动激光制导和半主动雷达制导就是一样的制导原理，都属于半主动寻的制导的一种，只不过寻的媒介从雷达微波换成了激光而已。从这一点上讲，只要理解了激光和雷达微波作为信息载体的不同物理特性，也就能基本明白激光制导与雷达制导的不同。激光是相对普通光源而言的，具有定向发光、颜色极纯、能量集中的特点，其频率范围覆盖了紫外光、可见光和红外光。由于激光的频率比微波要高得多，因此激光用于军事领域比雷达微波、无线电有很多独特的优势和特点。

美国GBU-12激光制导炸弹

激光指令制导和激光驾束制导属于遥控制导方式，激光相当于“指挥官”（后方控制系统）与“士兵”（导弹）之间的一种通信联络手段。半主动激光制导和主动激光制导则属于寻的制导方式，激光相当于为“士兵”照亮“僵尸”（目标）的那一束光。不管哪种激光制导方式，激光在其中所起的只是一个信息媒介的作用，“指挥官”仍然可以是雷达，而不是所谓的激光器，这也是为什么激光指令制导比较少见的原因。因为激光用作指令传输的媒介并不比传统的无线电有什么优势，反倒是缺点更明显一些。激光通信传输的数据量虽然大于无线电通信，但传输制导指令时并不需要太大的数据量，而激光通信作用距离近、全天候能力差的缺点却很明显。而且，激光指令制导与激光半主动制导、激光驾束制导相比，其系统复杂程度较高，失去了激光制导简单、有效的传统优势，因此一般只用于对有线制导的替代与升级，但难以用于远程攻击武器。

那么激光制导与雷达制导相比有什么优缺点呢？首先，激光的工作频率比雷达微波要高得多，频率高也就意味着能量密度高，并且激光定向发光的特点使能量非常集中，因此制导精度非常高，基本实现了“指哪打哪”，精度可以达到1米以内，甚至可以从建筑物的窗户中钻进去。其它制导方式难以达到这种精度，只能在采取复合制导方式后才能达到相似的精度。其次，激光制导具备了一定的抗干扰能力。传统的电磁干扰主要针对雷达制导武器，对激光制导武器一般是无效的，而且激光的发射波束窄，指向性强，对方难以施加有效的干扰。同时，激光制导也不受地物杂波的影响，比雷达制导更适合用于打击复杂背景环境下的目标。此外，激光制导还具备了一定的反隐身能力，传统的雷达隐身措施对激光制导武器是无效的。最后，激光制导武器与其它精确制导弹药相比还具有成本低优势。激光制导炸弹是一种价廉物美、使用最频繁的精确制导武器，最适合大规模装备。当然，激光制导的缺点也很明显。比如激光的作用距离偏近，在大气中的传输损耗大，容易受到气象条件的影响，云、雾、雨、烟、尘都能对激光产生强烈的散射和吸收，而且很容易被对方的激光告警器察觉攻击意图。这些缺点也使得对手可以采取相应的防护和对抗措施，比如施放烟雾、采取伪装措施，甚至实施主动的激光干扰或激光致盲，使激光制导武器失灵、光电瞄准设备失效。

传统的电磁干扰对激光制导武器一般无效。图为机载电子干扰吊舱

在几种激光制导方式中，技术最成熟、使用最多的就属半主动激光制导了。半主动激光制导的制导过程为：使用位于载机或地面上的激光器照射目标，导弹上的激光导引头接收从目标反射的激光，从而跟踪目标并把导弹导向目标。可见，半主动激光制导和半主动雷达制导一样都是靠外部设备来照射目标。用激光束照射目标还有一个较为独特的特点是，激光照射到目标上会出现漫反射的现象。漫反射就是指当一束平行的入射光线照射到粗糙的表面时，表面会把光线向着各个方向反射，我们日常生活中的自然光就具备这种漫反射现象。漫反射的一大好处就是照射目标的平台和发射武器的平台可以分开，可以相隔甚远。也就是说激光的漫反射现象可以很容易使半主动激光制导武器实现A照B射，比如地面上的一个士兵用激光照射器对敌方目标照射后，就可以呼叫其它作战单元（如战斗机或远程火炮）发射激光制导弹药对目标发动远程打击。而雷达波束在照射物体时则难以出现这种漫反射现象，只有比较规律的反射或散射。这是因为雷达波束的波长相对较长，多为厘米波或毫米波，一般物体的表面对于雷达波来说都是比较“光滑”的。而激光的波长可以达到纳米级的水平（1纳米=0.000001毫米），物体的表面对激光来说就是“粗糙”的，才会出现漫反射的现象。

漫反射原理示意图

士兵操作激光指示器

正是因为激光制导的这种特性使其可以广泛用于各种对地支援武器，如制导炸弹、制导炮弹、制导火箭弹等，战术适应性非常强。激光制导这种A照B射的间接瞄准模式可以使进攻平台在安全距离外发动攻击，可以“打了不管”，具备了更好的战场生存能力。此外，激光制导的这种特性还可以使发射一方采取一些独特的战术，比如发射后锁定——激光制导导弹可以先向目标的大概方向发射出去，在飞行途中再通过第三方的照射，导弹导引头捕捉到激光反射信号后锁定目标并完成攻击，如此一来可以增加导弹的打击灵活性；或者激光制导导弹可以从隐蔽地形后发射，先通过自动驾驶仪越过障碍物后，再由前方人员对目标实施照射，导弹导引头捕捉到激光反射信号后锁定目标，从而提高了发射平台的隐蔽性和生存性。当然，由于激光制导需要操作人员和激光指示器持续照射目标，操作人员就有暴露的可能，容易遭受攻击。为了解决这一问题，美国正在发展一种小型遥控飞机，在装载激光指示器后可以为激光制导武器提供第三方的目标指示。这里顺便提一下美国发明的“制导子弹”。该子弹可以“拐弯”，最远射程可达5 000米（目前世界最远狙杀纪录是2 375米），开枪后制导子弹会像制导炸弹一样，自动跟踪目标直至命中，十分适合攻击远距离的移动目标。这种子弹的制导原理也是半主动激光制导，需要狙击手持续照射被攻击的目标。很显然，这种制导子弹继承了半主动激光制导的一大缺点，容易暴露狙击手以及攻击意图，从而丧失了狙击作战的隐蔽性，这是狙击作战的大忌，其实战效果仍有待于观察。

激光制导子弹的飞行轨迹

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