蓝绿激光水下探测技术如何成就“探海神针”

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　　蓝绿激光探深海

　　1963年,Duntley S Q及Gilbert G D等人在研究光波在海洋中的传播特性时,发现海水对0•47~0.58μm波段内的蓝绿光的衰减比对其他光波段的衰减要小很多,证实在海洋中亦存在一个类似于大气中存在的透光窗口。根据这一现象,发射蓝绿光的激光器展现出在水下目标探测、控制、通信等领域的巨大应用潜力。

　　蓝绿激光水下目标探测装置的基本原理与声呐相似。平台上的激光发射器经扫描反射镜向海面发射蓝绿激光和红外光。蓝绿激光穿透海水能力较强，遇到潜艇等水下目标就反射回来;红外光从海面反射能力较强。这两部分反射回来的激光束经扫描反射镜和光学系统，被光电接收器接收并转换为相应的电信号。计算机系统根据两部分激光束传输的时间差，再与定位信号、平台运动姿态信息、潮汐数据等融合,确定出特定坐标点的水深。系统依靠扫描反射镜让脉冲激光束在海面做横向扫描，以保证在一定海面宽度上的多点探测。与此同时，再配合相关平台的向前运动，就可完成对一定海域面积的多点探测，经计算机系统的去伪存真处理后， 可在屏幕上模拟出所测水下目标的立体图像、轮廓尺寸及型面分布，可谓是深海的“透视眼”。

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　　擒龙反潜有利器

　　基于以上优点，蓝绿激光水下目标探测技术可以广泛用于海水水文勘测、水下潜艇探测、水雷探测、鱼群探测、海洋环境污染监测等诸多军事以及民用领域。许多国家尤其重视蓝绿激光在海军装备中的应用，对此投入了大量的人力和物力。如前苏联早在80年代就有报道称其已能从时速为每小时160km的低空飞行的飞机上利用激光扫描技术探测水下目标。而瑞典的萨伯公司(Saab)和加拿大光学技术公司于80年代后期联合研制了“鹰眼”机载激光探潜系统。它具有探潜和海深测量双重功能,已于1994年交付给瑞典海军,并已在波罗的海进行了实验。美国则在海湾战争广泛使用“魔灯ML-30”型激光探测系统执行扫雷任务。同时近年来，美国国家航空航天局和国防部高级研究项目局（DARPA）资助的研究项目加大了探测深度。DARPA研制了一种安装在侦察机上的装置，可以在200米深度左右可靠地探测到像水雷那么小的目标。

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　　身在太空视可观澜

　　据报道称，中国的新装置能够产生不同颜色或频率的高功率激光束脉冲，使敏感接收器能够获取来自不同深度水体的更多信息。这些激光束可以扫描宽达100公里的区域，或者集中在一个仅1公里宽的地方。另外该装置将与安装在卫星上的微波雷达一起使用，以更好地识别目标。虽然雷达波不能穿透水体，但它能够以极高的精度测量水面移动——因此当移动的水下目标产生小的水面扰动时，雷达可以告知卫星应该往哪里投射激光束。此次“观澜号”的研制不但意味着中国的蓝绿激光水下探测技术愈发成熟，同时该技术与卫星平台的结合，也代表着中国未来将具备对全球海域的水下探测能力。