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第1章 激光概论4

1.1 原子发光机理4

1.1.1 α粒子散射和原子的核式结构4

1.1.2 氢原子光谱和波尔原子模型5

1.1.3 量子力学和原子发光8

1.1.4 光谱线的展宽16

1.2 激光产生机理19

1.2.1 激光器的腔模概念19

1.2.2 激光产生的必要条件20

1.2.3 激光产生的充分条件24

1.3 激光的物理特性27

1.3.1 单色性与时间相干性27

1.3.2 方向性和空间相干性28

1.3.3 高阶相关28

1.3.4 高亮度28

1.4 激光器的工作特性简介29

1.4.1 超短脉冲特性29

1.4.2 频率稳定特性30

参考文献30

第2章 激光的大气传输32

2.1 激光的能量衰减32

2.1.1 大气吸收32

2.1.2 大气分子散射34

2.1.3 大气微粒引起的消光35

2.2 激光束偏转和湍流大气的光学特性39

2.2.1 大气折射39

2.2.2 湍流大气的光学特性39

2.3 强激光在大气中的传播41

参考文献45

第3章 激光军事应用概述46

3.1 引言46

3.2 激光在武器辅助系统中的应用46

3.2.1 激光测距与跟踪46

3.2.2 激光目标指示器49

3.2.3 激光雷达52

3.2.4 武器模拟系统55

3.2.5 激光在军事领域的其他应用56

3.3 激光用作直接杀伤武器59

3.3.1 “星球大战计划”59

3.3.2 高能激光武器概况61

3.3.3 低能激光武器概况64

参考文献70

第4章 激光测距机71

4.1 激光测距原理71

4.2 光探测器74

4.2.1 探测器的性能参数74

4.2.2 热探测器77

4.2.3 量子探测器77

4.3 测距机的主要性能80

4.4 人眼安全激光测距机83

4.4.1 小型人眼安全激光红外观测装置83

4.4.2 拉曼频移人眼安全激光测距机及其在空防系统中的应用86

参考文献92

第5章 激光雷达93

5.1 引言93

5.2 激光雷达的分类和工作原理94

5.2.1 激光雷达的分类94

5.2.2 激光雷达工作原理94

5.3 发射系统96

5.3.1 理想光束的参数96

5.3.2 非理想光束的质量评价98

5.3.3 激光准直与扫描100

5.3.4 发射激光的调制及其在雷达测距中的应用101

5.4 雷达接收104

5.4.1 探测技术105

5.4.2 接收孔直径107

5.4.3 接收解调技术108

5.5 雷达目标110

5.5.1 目标的激光横截面110

5.5.2 两类目标的激光横截面110

5.6 激光雷达性能112

5.6.1 信号功率接收112

5.6.2 信噪比114

5.6.3 探测概率115

5.7 激光雷达应用116

5.7.1 激光雷达测量116

5.7.2 激光雷达测量参数118

5.7.3 激光雷达在宇宙飞船自着陆中的应用121

5.8 固体激光合成孔径雷达124

5.8.1 合成孔径雷达简介124

5.8.2 固体激光合成孔径雷达125

参考文献128

第6章 激光制导129

6.1 概述129

6.2 激光半主动寻的制导131

6.2.1 比例导引制导131

6.2.2 激光半主动寻的导弹132

6.2.3 激光目标照射器135

6.3 激光驾束式制导137

6.3.1 概述137

6.3.2 驾束式制导弹道137

6.4 几种主要的激光制导导弹和其他制导武器简介139

6.4.1 激光半主动寻的式导弹139

6.4.2 激光驾束式制导导弹139

6.4.3 激光制导炸弹和激光制导炮弹140

参考文献141

第7章 低能激光武器142

7.1 概述142

7.2 攻击人的激光武器143

7.2.1 激光对眼睛的伤害和致盲武器143

7.2.2 激光对皮肤的伤害148

7.3 反传感器激光武器150

7.3.1 激光武器对传感器的攻击150

7.3.2 传感器中的能量密度分布152

7.3.3 反传感器激光武器155

参考文献156

第8章 高能武器级先进固体激光器157

8.1 引言157

8.2 陶瓷激光器概述158

8.3 Nd:YAG激光陶瓷的性能159

8.3.1 光学性能159

8.3.2 力学性能161

8.4 典型陶瓷激光器162

8.4.1 Yb3＋:Sc2O3陶瓷激光器162

8.4.2 Yb3＋:Y2O3陶瓷激光器164

8.5 光纤激光器的工作原理165

8.5.1 光纤激光器概况165

8.5.2 能级结构与跃迁机制165

8.5.3 光纤工作物质169

8.5.4 光纤激光器的基本结构170

8.6 双包层光纤激光器170

8.6.1 单包层光纤的限制170

8.6.2 双包层光纤激光器171

8.7 高峰值功率光纤激光现状175

8.7.1 高峰值功率光纤激光175

8.7.2 窄线宽高峰值功率激光器176

参考文献176

第9章 获取高功率固体激光的关键技术178

9.1 激光放大178

9.1.1 脉冲工作178

9.1.2 稳态工作180

9.2 激光主振功放系统简介181

9.3 激光合束概述182

9.4 非相干合成183

9.4.1 并列式光束合成183

9.4.2 其他形式非相干光束合成185

9.5 光纤激光的相干合成186

9.5.1 孔径填充方法186

9.5.2 共线干涉叠加法187

9.5.3 光束合成的限制条件188

9.6 光束光谱（波长）合成188

9.6.1 概述188

9.6.2 合成阵列元数估计190

9.6.3 WBC与CBC的比较190

9.7 美国国家点火装置及激光系统简介192

9.7.1 美国国家点火装置简介192

9.7.2 NIF的激光系统简介194

参考文献195

第10章 固体激光器热管理技术197

10.1 LD泵浦固体激光器197

10.1.1 概述197

10.1.2 LD泵浦固体激光器的结构198

10.2 激光器的冷却技术200

10.2.1 概述200

10.2.2 液体冷却200

10.2.3 固体冷却200

10.2.4 喷雾冷却201

10.3 固体的热容203

10.3.1 固体热容的经典理论203

10.3.2 固体热容的量子理论203

10.4 储热与温升207

10.4.1 储热功率与输出光功率207

10.4.2 温度的升高208

10.4.3 能量输出209

10.5 温度分布与热应力210

10.5.1 表面与中心的温度差210

10.5.2 应力比较211

10.6 热容激光器工作模式和发展213

10.6.1 工作模式213

10.6.2 热容激光器发展213

参考文献215

第11章 激光发射系统中的自适应光学技术217

11.1 校正式相位共轭自适应光学系统217

11.1.1 相位共轭原理217

11.1.2 校正式相位共轭自适应光学系统原理218

11.2 校正式相位共轭自适应光学系统实例219

11.2.1 休斯飞机公司发射强激光的AO系统（ABCS系统）219

11.2.2 短波长自适应技术221

11.3 固态激光器的自适应像差校正223

11.3.1 引言223

11.3.2 用于固体激光器的MMDM基自适应光学系统224

11.3.3 用于固体激光器的Bimorph基自适应光学系统225

11.4 光学相位共轭波和相位共轭镜227

11.4.1 相位共轭波的定义228

11.4.2 PCM与CPM的比较228

11.5 SBS相位共轭231

参考文献234

第12章 高能激光武器236

12.1 概述236

12.2 激光功率238

12.2.1 辐射源的功率238

12.2.2 光学传输系统的功率损耗238

12.2.3 路径传输的功率损耗240

12.3 光束质量240

12.3.1 辐射源的光束质量241

12.3.2 湍流大气对光束质量的影响243

12.3.3 自适应光学系统简介246

12.4 美国反核导弹激光武器的早期发展247

12.5 反卫星高能激光武器250

12.5.1 卫星的军事应用250

12.5.2 三种反卫星激光体系251

12.6 激光人造星技术254

12.6.1 概述254

12.6.2 钠激光导星的产生机理256

12.6.3 激光与钠层作用的非线性效应258

12.6.4 用于人造星的激光系统259

12.7 美国高能激光武器发展现状263

12.7.1 陆军车载和地基系统263

12.7.2 美国海军的舰载激光武器267

12.7.3 空军机载激光武器273

12.8 德国激光武器研制状况275

12.8.1 MBDA德国公司的高能激光演示项目275

12.8.2 德国莱茵金属公司的50kW激光武器样机278

12.9 第三代高能“液体”激光器284

12.9.1 概述284

12.9.2 系统结构285

12.9.3 定标放大287

12.9.4 应用前景288

参考文献289

第13章 激光武器产生的影响和国际法291

13.1 激光武器产生的影响291

13.1.1 激光武器在军事领域产生的影响291

13.1.2 激光武器对非军事领域产生的影响295

13.2 国际法296

13.2.1 传统武器与国际法的关系297

13.2.2 激光武器和国际法的关系298

参考文献302

索引303