2-1

I=I（01+0.0625N）

装备环境工程2012年04月

（8）晕等效应的影响，在发射系统中加入变形镜，根据波前畸变的测量结果，利用自适应光学技术对光学系统的有关发射镜进行控制，使光束在系统出口处产生初步的波前畸变，在经过大气通道上的畸变后，得到相应的补偿。自适应光学对于湍流影响的补偿效果达到80%以上，对热晕效应也有一定的补偿效果。

热晕效应是一种非线性效应，当激光功率增加到一定值时，到达目标的功率密度达到最大值，进一步增加激光功率，目标上的功率密度不仅不会增加，反而会减小。

2.5击穿

当激光的功率密度大于某一阈值时，气体会吸收光子发生电离，形成高密度的等离子体，称为击穿。大气击穿的阈值功率密度通常在108W/cm2以上，与激光波长、脉冲宽度、光斑直径和气体状态（成分、压力与粒子大小）有关。波长越长，脉冲宽度越大，光斑直径越大，气体压力越大，击穿阈值越低；当气体中存在气溶胶粒子，击穿阈值将显著降低，且粒子半径越大，击穿阈值越低。大气被击穿后，等离子体的电子能够很容易地从有离子存在的激光场吸收更多的能量，迅速加热的等离子体产生一个膨胀的冲击波，使入射激光束受到阻断。光束受阻程度与等离子体区域电子密度的大小有关，电子密度越大，电子同其他粒子发生非弹性碰撞的几率也就越大，光束受阻情况也越严重。受阻情况还与气体压力有关，气体压力越大，等离子体对光束的吸收率也就越大，受阻情况也越严重。舰载激光武器发射的激光在大气传输过程中，其功率密度必须低于击穿阈值，才能不被屏蔽而到达目标。

3.3激光清除气溶胶

由于舰载激光武器工作的沿海大气环境中吸湿性气溶胶较多，对激光能量的吸收很大，且吸收加热引起的热晕效应很严重，一个可行的办法是在强激光脉冲之前发射一束先行的连续波或高重复频率激光束，使激光传输路径上的气溶胶粒子汽化，达到减小气溶胶半径和密度的目的。研究表明，0.248，1.06，10.6μm波长激光均可以清除光路上各种吸湿性气溶胶粒子[10—11]。

4结语

沿海大气环境会对舰载激光武器的性能产生严重影响。近海面低空大气中存在的高浓度水汽和气溶胶粒子会对传输在其中的激光光束产生明显的吸收和衰减，使到达目标的激光功率降低。强烈的大气湍流和热晕效应则使激光发生弯曲、扩展和畸变，造成光束质量下降，功率密度减小，指向性变差。为有效应对大气环境对舰载激光武器的不利影响，应选择合适的工作波长减少大气的吸收和衰减，采用自适应光学技术补偿大气湍流的畸变，对于影响最大的热晕效应，则可以利用先行光束清除气溶胶。

随着激光技术的发展和现代海战的迫切需求，舰载激光武器在近几年迅猛发展，已经有了成型的样机，并进行了实际环境下的作战试验，取得了令人满意的效果。但是，由于其独特的作战环境，舰载激光武器不同于陆基和空基激光武器，大气环境成为制约其发展的重要因素之一。根据激光武器最新的研究进展，特别是激光武器技术的发展趋势，分析大气对舰载激光武器的影响，有助于在今后的发展过程中，采取更好的措施减轻大气环境效应的制约，发挥舰载激光武器的最佳作战效能。

3大气传输应对措施

3.1选择合适的波长

工作于沿海大气环境中的舰载激光武器，需最大程度减小大气对激光传输的影响，因此应该选择位于大气窗口内且湍流和热晕效应又比较小的激光波长。对1.06，1.315，1.6，2.2，3.8μm波长的激光在沿海条件下的大气传输特性进行比较，结果表明1.06μm和1.6μm波长比较适合舰载激光武器使用。由于1.6μm处于人眼安全波长范围并具有在不同大气条件下性能稳定等特点，因此1.6μm波长为舰载激光武器的最佳波长[8—9]。

3.2自适应光学补偿

为了减小激光在大气传输中受到的湍流和热