За последние пару десятилетий лазерная технология достигла заметного прогресса. Он широко используется в различных областях, таких как голография, космические науки, спектроскопия, медицинские науки, микро- и силовая электроника, промышленное машиностроение и, что наиболее характерно, в качестве военного оружия с направленной энергией. Благодаря своей активной передаче лазерные системы в некоторой степени похожи на микроволновые радары; однако, в отличие от обычных радаров, лазер работает на очень высоких частотах, что делает его мощным средством применения узконаправленных и высокоэнергетических воздушных систем как в наступательных, так и в оборонительных целях. В современных системах авионики лазерные целеуказатели и направляющие луча являются наиболее распространенными устройствами, которые используются для точного наведения оружия с лазерным наведением на наземные цели. Кроме того, компактные размеры и выдающееся угловое разрешение лазерных систем мотивируют их использование для беспилотных летательных аппаратов.
Кроме того, достижения в области космических наук и лазерных технологий дали синергетические потенциальные результаты для использования лазерных систем в космических операциях. В этом документе всесторонне рассматриваются лазерные приложения и проекты для стратегических оборонительных действий на земле или в космосе.
Помимо предоставления всеобъемлющей таксономии, в документе также критически анализируются некоторые недавние работы в смежных областях.
Система управления лучом состоит из соединителя луча, формирователя луча и компонентов, которые выравнивают луч. После этого луч направляется на интересующую цель. Воздействие лазерного луча на желаемую цель обычно оценивается с помощью системы обнаружения и управления.
Такая система обнаруживает турбулентности и неточности, вызванные атмосферными условиями и относительным движением или переходами состояний цели (целей), и реализует соответствующие методы управления для внесения поправок.
Существует множество факторов окружающей среды, которые ограничивают или ослабляют распространение лазера, когда он проходит через атмосферу. Ключевые факторы включают дифракцию, турбулентность, рассеяние и поглощение.
Дифракция определяет изгиб или распространение лазерных лучей через края микроатмосферных частиц. Для лазеров дифракцию можно рассматривать как неизбежное явление из-за распространяющейся природы света, и даже в идеальном вакууме энергия распространяется по мере распространения луча. Для точного наведения лазера на цель присущий ему эффект дифракции накладывает физические ограничения на уровень достижимой точности или фокусировки. Турбулентность во многом похожа на дифракцию; однако, в дополнение к распространению, она также вызывает случайное отклонение луча от целевого местоположения, тем самым уменьшая эффективную мощность, подаваемую на цель.
Уровень турбулентности, испытываемый данным лазерным лучом, сильно зависит от высоты, скорости ветра и других параметров атмосферы. Рассеяние происходит потому, что состав атмосферы не пропускает луч идеально, но изменяет траекторию луча. Атмосферные частицы могут способствовать рассеянию за счет преломления, отражения или дифракции падающего лазера. Уровень рассеяния пропорционален размеру частицы, преграждающей путь лазеру.
Следовательно, лазеры с более высокими длинами волн в меньшей степени подвержены эффектам рассеяния. Поглощение - это явление окружающей среды, которое уменьшает передаваемую мощность за счет удаления энергии из луча после преобразования ее в какую-либо альтернативную форму, в основном тепловую энергию.
Передача данных на основе лазера может использоваться на обоих типах платформ, статических и мобильных; для воздушных/космических, подводных или наземных. За последние несколько десятилетий многие оборонные организации стали свидетелями различных разработок в области лазерной связи.
Чтобы удовлетворить требования коммерческого и оборонного ведомств, были проведены различные экспериментальные исследования наземной лазерной линии связи, лазерной линии связи в космосе, лазерной линии связи "земля-воздух" и "воздух-суша", лазерной линии связи "море-воздух" и "воздух-море".
