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光纤激光相干阵列系统提高激光武器系统性能

2019.10.13 来源: 浏览:0次

  近日,美国陆军研究实验室计算与信息科学理事会(CISD)的智能光学团队及其合作伙伴开发、设计、演示并交付了世界上首个已知可工作的自适应相位光纤相干阵列系统,这将使士兵在战场上使用的定向能武器和激光通信系统更加有效。

  这一智能光学团队的主要成员包括:电子工程师刘江博士、物理学家Leonid Beresnev博士,以及电子技术专家Gary Carhart,他们均来自CISD的大气遥感分会。

  美国陆军研究实验室(ARL)、国防先期研究计划局(DARPA)、麻省理工学院林肯实验室,以及各种学术合作伙伴间的合作协议,促进了自适应相位光纤激光相干阵列系统的发展。

  最近,对于DARPA在21元光学相控阵系统开发项目中所取得的成功而言,ARL的努力非常重要。在该项目中,ARL开发并提供了低功率和高功率光纤子孔径,以及包括控制电子和操作软件在内的其他关键部件。

  此次自适应相位光纤激光相干阵列系统的演示是DARPA 神剑(Excalibur) 项目的一部分,该项目的总体目标是发展光相控阵相干技术,以推动可扩展的的发展。

  光纤激光阵列系统已历经十多年的研究与试验,包括用于多通道(7~19)光纤激光子孔径阵列的相位锁定和光束合成功能。ARL正在申请该系统和该系统相关的专利。

  结合相位锁定和补偿机制,诸如系统振动和大气湍流等物理干扰将不会影响的运行。

  光纤激光阵列系统使用多激光束尾部的内部干扰反馈,以替代常规的置于激光束输出通道的分束器传感器,这使得系统提供的总能量与单片单孔径激光相同,但在合成光束的中心其能量密度却高出多倍。

  这种体系结构可使系统在尺寸、重量和成本方面比现有激光武器系统显著降低多倍,同时还能够提供相同的功率。

  将名为 随机并行梯度下降 的创新型高速控制算法用于控制光束和想干相位、补偿大气湍流,以及最大化激光辐照度。ARL也正在为此申请专利。

  该系统将为战场上的士兵带来巨大好处。

  该系统架构还将使激光武器系统更加有效、更具杀伤力,更加机动化和易部署,因此,美国陆军可将其作为一种定向能激光武器系统而广泛应用于包括地面和空中在内的所有平台。

  此外,该阵列的输出光束还可被用作为一种对抗系统,对敌方的导弹和侦察等传入威胁实施快速与精确的破坏。

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