เมื่อสงครามมีความไม่สมมาตรมากขึ้น พลเรือนและผู้ที่ไม่ได้ต่อสู้อื่น ๆ จะกลายเป็นเปอร์เซ็นต์ที่มากขึ้นของจำนวนผู้เสียชีวิต พร้อมกับความเสียหายต่อทรัพย์สินโดยไม่ได้ตั้งใจแน่นอนว่ากองทัพหวังที่จะหลีกเลี่ยงการบาดเจ็บล้มตายและการทำลายล้างประเภทนี้ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูงที่ช่วยให้อาวุธของพวกเขามีความแม่นยำมากขึ้น พวกเขายังต้องการความสามารถในการชี้และการกำหนดเป้าหมายที่ดีขึ้น ในขณะที่ยังคงปกปิดอยู่เทคโนโลยีการกำหนดเป้าหมายที่ได้รับการปรับปรุงซึ่งช่วยให้สามารถตรวจจับและระบุตัวตนในระยะห่างที่ห่างไกลจากผู้กำหนดได้ก็มีความจำเป็นเช่นกันตัวอย่างเช่น เลเซอร์นั้นยอดเยี่ยมในการชี้ที่แม่นยำ แต่สิ่งสำคัญคือผู้อื่นจะต้องสามารถถ่ายภาพฉากอย่างลับๆ ได้เช่นกัน
เพื่อจัดการกับความท้าทายในการกำหนดเป้าหมายเหล่านี้ กองทัพได้ใช้เลเซอร์ที่ช่วยให้พวกเขาไม่เพียงแต่กำหนดเป้าหมายที่กระสุนควรจะโดน แต่ยังใช้เลเซอร์เดียวกันนี้เพื่อวัดระยะทางไปยังเป้าหมาย ส่องสว่างบริเวณโดยรอบ หรือชี้ให้คนอื่นเห็นบางสิ่งบางอย่าง ที่น่าสนใจการมองเห็นตำแหน่งที่เลเซอร์กำลังชี้ การติดตามเป้าหมายที่เคลื่อนที่ และลดความเสียหายของหลักประกันให้น้อยที่สุดนั้นต้องการระบบภาพที่มองเห็นเลเซอร์ที่กำลังทำงานอยู่ซึ่งใช้ในภาคสนามกล้องอินเดียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (InGaAs) อุณหภูมิห้องช่วยให้ผู้ใช้มีความสามารถนี้ในสภาพกลางวันหรือกลางคืน
อาวุธนำวิถีด้วยเลเซอร์ส่วนใหญ่ควบคุมด้วยเลเซอร์ที่มีความยาวคลื่น 1.06 μmเลเซอร์เหล่านี้ทรงพลังมาก และสามารถใช้ชี้ไปที่วัตถุที่อยู่ห่างออกไปหลายไมล์ได้ระยะทางถูกจำกัดอย่างมากโดยผู้ใช้สามารถมองเห็นสิ่งที่เขากำลังกำหนดได้แม่นยำเพียงใดซึ่งรวมถึงเลเซอร์สปอต เป้าหมาย และวัตถุรอบๆ เป้าหมายปัจจุบัน ระบบส่วนใหญ่ใช้อาร์เรย์ตัวตรวจจับอินเดียมแอนติโมไนด์ (InSb) เพื่อถ่ายภาพจุดนั้นระบบ InSb เหล่านี้ถูกทำให้บางลงเพื่อให้ตอบสนองได้ลึกถึงความยาวคลื่นเลเซอร์ 1.0 ไมโครเมตร ซึ่งต่ำกว่าช่วงความไวสูงสุดปกติของ InSb มาก (ระหว่าง 3 ถึง 5 ไมโครเมตร)ช่วงดังกล่าวใช้สำหรับแอปพลิเคชันหลักเป็นเครื่องตรวจจับความร้อน IR ช่วงคลื่นกลาง
กล้อง InSb ช่วยให้มองเห็นเลเซอร์อินฟราเรดและให้การรับรู้สถานการณ์รอบ ๆ จุดเลเซอร์เนื่องจากการปล่อยความร้อนของฉากข้อเสียของระบบเหล่านี้คือเครื่องตรวจจับต้องการการระบายความร้อนอย่างมาก (ลดลงถึง 77K) และความไวต่อเลเซอร์ 1.06-μm นั้นต่ำ เนื่องจาก 70% และการทำงานที่อุณหภูมิห้องช่วยให้สามารถถ่ายภาพจุดเลเซอร์ในระยะห่างที่ไกลกว่าด้วยระบบที่เบากว่ามาก
รูปที่ 1
เลเซอร์ไม่เพียงแต่ใช้เพื่อนำทางอาวุธไปยังเป้าหมายเท่านั้น แต่ยังสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับเป้าหมายและสภาพแวดล้อมแก่นักรบได้อีกด้วยเครื่องมือค้นหาระยะเลเซอร์ช่วยให้ผู้ใช้สามารถกำหนดระยะทางไปยังเป้าหมายได้ขณะนี้เลเซอร์เหล่านี้ใช้ความยาวคลื่นประมาณ 1.5 ไมโครเมตรความยาวคลื่นนี้ถือว่า "ปลอดภัยต่อดวงตา" เนื่องจากพลังงานไม่ได้โฟกัสที่เรตินาของดวงตา และพลังงานแสงที่จำเป็นในการทำให้ผู้ที่โดนเลเซอร์ตาบอดนั้นสูงมากเลเซอร์เหล่านี้ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยแว่นตามองกลางคืน (NVGs) เช่นเดียวกับดวงตา จึงทำให้พวกมันถูกปกปิดอย่างเหมาะสมข้อดีคือ เป้าหมายไม่รู้ตัวว่ากำลังถูกเลเซอร์ทำเครื่องหมายข้อเสียคือนักสู้สงครามมีปัญหาในการรู้ว่าเขาเล็งไปที่เป้าหมายอย่างถูกต้องหรือไม่เนื่องจาก InGaAs ไวต่อแสงเลเซอร์ที่ปลอดภัยต่อดวงตามาก กล้อง InGaAs ที่สร้างภาพ SWIR จึงถูกติดตั้งเพื่อให้นักรบสามารถตรวจสอบได้ว่าระบบเล็งเป้าหมายของพวกเขายังคงมองเห็นได้ถูกต้อง แม้ว่าระบบจะถูกกระแทกในสนามก็ตาม
เลเซอร์ที่พบมากที่สุดในสนามรบคือเลเซอร์ที่ติดอยู่กับปืนไรเฟิลของทหาร และโดยปกติจะใช้ความยาวคลื่นประมาณ 850 นาโนเมตรตัวชี้เลเซอร์นี้ถูกใช้โดยทหารเพื่อชี้เป้าหมายให้อีกฝ่ายเห็น รวมทั้งช่วยในการเล็งปืนไรเฟิลของพวกเขาในเวลากลางคืนเมื่อพวกเขาสวม NVGเลเซอร์เหล่านี้มนุษย์มองไม่เห็น แต่แว่นตามองเห็นได้เลเซอร์ไรเฟิลไม่ปลอดภัยต่อดวงตาและสามารถตรวจจับได้โดยใช้เทคโนโลยีตรวจจับประเภทอื่นๆ ทั้งเก่าและใหม่ปัญหาที่ใหญ่ที่สุดคือในขณะที่นักสู้ต้องการ NVG ที่ดีที่สุดในการมองเห็นได้ไกลขึ้นและในเวลาที่มืดกว่าในตอนกลางคืน แต่ศัตรูสามารถตรวจจับเลเซอร์ได้อย่างง่ายดายด้วยเทคโนโลยีแว่นตามองกลางคืนแบบเก่าและราคาไม่แพงเครื่องสร้างภาพ InGaAs มีข้อได้เปรียบที่แตกต่างจากการรองรับการทำงานแบบย้อนกลับ เนื่องจากเครื่องถ่ายภาพเลเซอร์รุ่นเก่าที่ใช้กับ NVG อีกทั้งยังสามารถถ่ายภาพที่ "ปลอดภัยต่อสายตา" และระบบเลเซอร์รุ่นต่อไป
กล้อง SWIR หนึ่งตัวที่พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับระบบการเคลื่อนที่ของทหารและระบบเล็งด้วยปืนไรเฟิลของกองทัพสหรัฐฯ กล้อง KTX ของ SUI มีความไวสูงในช่วงความยาวคลื่น 900 ถึง 1700 นาโนเมตร และสามารถใช้ในงานถ่ายภาพระดับแสงน้อยที่หลากหลาย รวมถึงเลเซอร์ การตรวจจับด้วยการถ่ายภาพช่วงไดนามิกกว้างในแสงดาวบางส่วนไปจนถึงการส่องสว่างของดวงอาทิตย์โดยตรง อิมเมจ SWIR จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการเฝ้าระวังแบบแอบแฝง และสามารถรวมเข้ากับ UAV ยานภาคพื้นดินไร้คนขับ หรืออุปกรณ์หุ่นยนต์หรืออุปกรณ์พกพาอื่นๆ ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งขนาดและน้ำหนักมีความสำคัญ
ในระบบภาพยุคหน้า เลเซอร์ไม่เพียงแต่จะกำหนดระยะทางของเป้าหมาย เช่น เลเซอร์เรนจ์ไฟนเดอร์ แต่ยังช่วยให้สามารถถ่ายภาพระยะไกลผ่านหมอก หมอกควัน และฝุ่นละอองที่บดบังได้LADAR และการถ่ายภาพแบบ range-gated ใช้เลเซอร์เพื่อให้แสงสว่างแก่เป้าหมายในระยะไกลระยะการปะทะที่ยาวนานนี้ช่วยให้เครื่องบินรบสามารถระบุเป้าหมายในระยะไกลภายใต้สภาพแสงใด ๆ และแม้แต่ผ่านหมอกและควัน
ระบบส่วนใหญ่ที่อยู่ระหว่างการพัฒนากำลังใช้เลเซอร์ขนาด 1.5 ไมครอนเพื่อความปลอดภัยของดวงตา และเนื่องจากยังถูกแอบแฝงจากเทคโนโลยี NVG ในปัจจุบัน ซึ่งแพร่กระจายไปยังมือศัตรูระบบรุ่นต่อไปเหล่านี้จำนวนมากกำลังได้รับการพัฒนาด้วยอาร์เรย์ InGaAs อุณหภูมิห้องเพื่อประหยัดน้ำหนัก กำลังไฟ และขนาดของระบบการพัฒนาเหล่านี้รวมกับคุณสมบัติความไวสูงของเครื่องตรวจจับ InGaAs-SWIR ซึ่งให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้นพร้อมเงื่อนไขที่ปลอดภัยยิ่งขึ้นสำหรับผู้ใช้ปลายทางและผู้ยืนดูที่ไม่รู้อิโหน่อิเหน่
บทความนี้เขียนโดย Dr. Martin H. Ettenberg ผู้อำนวยการฝ่าย Imaging Products และ Doug Malchow ผู้จัดการฝ่ายพัฒนาธุรกิจเชิงพาณิชย์ที่ SUI (Sensors Unlimited, Inc.) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Goodrich Corporation, Princeton, NJ
ข้อมูลผลิตภัณฑ์เพิ่มเติมคุณสามารถเยี่ยมชมเว็บไซต์ของเรา:
https://www.erbiumtechnology.com/
อีเมล:devin@erbiumtechnology.com
WhatsApp: +86-18113047438
โทรสาร: +86-2887897578
เพิ่ม: No.23, Chaoyang road, Xihe street, Longquanyi distrcit, Chengdu,610107, China
เวลาอัปเดต: เมษายน-01-2022
