当前课程知识点：光电子技术（器件及电力应用） > 第一章 概述 > 1.4 光电子技术的应用概述3-国防和科技前沿领域 > 1.4国防和科技前沿领域
好
同学们好
我们接着来讲
光电子技术的应用概述
这节我们来讲
国防领域的应用
以及科技前沿中的应用
先来看国防领域的应用
光电子技术中的激光
以其高功率和高光束质量
成为未来
高科技战争中不可缺少的高新技术
激光的出现
使光学系统成为各类
新型国防系统的基础
再次改变了战争的进行方式
目前激光在国防系统的应用
已与电子学和微波处于同一水平
并已成为国防领域全新系统的核心
激光武器
是利用高能量密度的激光束
代替常规子弹的新型武器
是武器装备发展历程中
继冷兵器
火器
和核武器之后
又一个重要的里程碑
激光武器以光束作战的迅速反应能力
以外科手术式杀伤的高效作战方式
以及
特别适用于反卫星
和破坏敌方信息系统等阻止敌方
获取信息的能力
成为
适应信息化高技术战争的新的主战兵器
如图
给出了激光武器攻击的示意图
大家看到这样一个图片
应该有一定的震撼
除了激光武器
还有激光侦察
这主要的包括
激光测距
激光通信
激光雷达
激光制导
激光陀螺
激光对抗等技术
这些都在
现代战争中发挥着极其重要的作用
激光测距与坦克
大炮相结合
构成的火控系统
首发命中率大大的提高
已成为军队必备的武器装备
激光雷达
与微波雷达相比
由于激光的方向性好
其测量精度远远的高于微波雷达
它的距离精度可达厘米量级
角精度可达万分之一度甚至更小
激光制导的导弹
攻击重要的点状目标
其命中率远高于常规的炮击和轰炸
费效比也大为提高
如下这个图
给出了反舰激光制导导弹
攻击航母战斗群的一个流程的示意图
从这个图里面大家可以看到
它通过利用星-弹通信链路
天-地通信链路
以及空-地通信链路
从而对导弹的运行过程
进行不断的调整
然后来追踪航母
最终实现精确的打击
我们接着来看
科技前沿中的应用
光谱分析是研究物质结构的重要手段
激光技术与经典的光谱学相结合
而形成的激光光谱学
具有频率
空间
和时间上的高分辨率
利用它可以进一步的揭示
物质的微观结构
如原子能级的精细结构
利用它可以揭示
物理
化学
生物学
等宏观现象的微观动力学过程
如化学反应的中间的瞬态过程
这个图给出了激光的光谱
这些光谱
实际上不同的谱线
和不同的物质具有对应关系
就像这些物质的特征
所以我们观察到这样的谱线
就说明这个过程产生了某一种物质
所以
这就是激光光谱分析的本质所在
激光诱导惯性约束核聚变
是产生可控核聚变的一种途径
利用高功率的激光照射聚变燃料
使之发生聚变反应
并人为地控制反应的速度
就说通过调节激光光束的强度
那我们当然就可以控制它的反应的速度
使热聚变按照需要的速度
缓慢均匀的进行
也就是达到可控
从而
通过这样一种方式
将聚变能转化为热能或电能
进而形成
清洁的热核反应堆和核电站
为人类造福
这个图就给出了
激光诱导可控核聚变的一个示意图
激光照亮超微世界
激光呈现的超快和超窄脉冲
可帮助人们
了解微观世界中的原子分子结构
在微小的原子水准
纳秒到皮秒时间量级
可利用超短激光脉冲
在飞秒时间尺度内
观测事件发生的过程
就像一个超快的相机一样
它的这个每次拍摄之间
它的这个时间非常非常的短
也就说它都非常迅速
精细的过程都可以记录
右边这个图
给出了用激光来探测化学反应
将超短的激光脉冲
用于半导体材料中电子迁移速度
和发动机中燃料化学过程的研究
可提供皮秒时间的测量分辨率
用超短的激光脉冲构造开关器件
可以使计算机
通信仪器
和其他半导体器件的运行速度
大大的提高
体积明显的减小
激光冷却和原子捕陷
可用于探测和控制原子
分子和微小粒子的速度和位置
气相原子
用激光冷却的微开温度
进而方便操纵
冷却原子
为原子分子物理
原子频率
非线性光学
和量子统计物理等领域
提供了新的研究对象和研究手段
大家看这个图
就是用激光冷却的方法
将原子固定的一定的位置
然后我们就可以对原子进行处理
进行操作
激光作为光学镊子
镊子大家都知道用来夹东西的
这里用激光作为光学的镊子
可以非接触性的
非破坏性的对细胞和小器官
或生物分子的聚合体
进行捕捉和操作
目前该技术
已被应用在细胞的选择识别
鞭毛的顺从性研究
利用紫外线至可见光波段的激光
则可以成为局部的
切断细胞组织的激光手术刀
这个图就给出了激光的这样一个
光学镊子的一个示意图
大家可以看到
利用激光
就是说对着微小的物质
可以进行操控
做一个总结
这一节我们讲了
光电子技术的最后两个应用
国防领域的应用
和科技前沿中的应用
下一节
我们来结合电力系统的需求
来讲光电子技术
在电力里边的应用的需求分析
好
同学们
这一节就到这
谢谢大家
-1.1 光电子技术的发展历程
--1.1测试题
-1.2 光电子技术的应用概述1-光通信与光传感领域
--1.2测试题
-1.3 光电子技术的应用概述2-信息存储与显示、工业精密计量与材料加工及生物医学领域
--1.3信息存储与显示、工业精密计量与材料加工及生物医学领域
--1.3测试题
-1.4 光电子技术的应用概述3-国防和科技前沿领域
--1.4测试题
-1.5 光电子技术的电力应用需求分析1-光通信
--1.5光通信
--1.5测试题
-1.6 光电子技术的电力应用需求分析2-光传感与光伏发电
--1.6测试题
-第一章测试题
-2.1 半导体激光器
--2.1测试题
-2.2 光放大器1-半导体光放大器SOA
--2.2测试题
-2.3 光放大器2-掺铒光纤放大器EDFA、光纤拉曼放大器RFA(*)
--2.3测试题
-2.4 光探测器1-光电发射与光电导探测器件
--2.4测试题
-2.5 光探测器2-光伏探测器件
--2.5测试题
-2.6 光探测器3-热电偶(堆)、热释电探测器、测辐射热计
--2.6测试题
-2.7 无源光波导器件1-光耦合器、 光复用与解复用器
--2.7测试题
-2.8 无源光波导器件2- 光隔离器与光环形器、 光纤光栅、 光开关
--2.8测试题
-2.9 电光波导调制器及其应用
--2.9测试题
-第二章测试题
-3.1 光纤的损耗与色散
--3.1测试题
-3.2 光纤的非线性特性1-受激拉曼散射SRS、受激布里渊散射SBS
--3.2测试题
-3.3 光纤的非线性特性2-自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频FWM(*)
--3.3自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频FWM
--3.3测试题
-3.4 电力超长站距无中继光传输系统1-关键技术
--3.4测试题
-3.5 电力超长站距无中继光传输系统2-典型案例
--3.5测试题
-第三章测试题
-4.1 光传感技术概述1-光传感原理与传感器组网方式1
--4.1测试题
-4.2 光传感技术概述2-光传感器组网方式2
--4.2测试题
-4.3 光纤电流传感器及其应用
--4.3测试题
-4.4 光纤布拉格光栅传感器及其电力应用(*)
--4.4测试题
-4.5 光纤布里渊散射传感及其电力应用
--4.5测试题
-第四章测试题
-5.1光伏电池概述(*)
--5.1测试题
-5.2光伏发电系统
--5.2测试题
-5.3光伏发电系统中的聚光器
--5.3测试题
-第五章测试题
-期末测试题
