洛萨拉莫斯和利物摩尔两个国家实验室正在研制能在战场上使用,有效距离大到100 km,能探测生物战作用物质的空中激光雷达系统。

根据美国陆军主持的一项为期21个月的技术开发计划,洛萨拉莫斯国家实验室(LANL)要完成2个完全坚固的、能装在标准型号的UH-60黑鹰上在空中飞行的系统原型。而利物摩尔实验室则正在为该系统专门研制1个1.5 μ的视力无害激光器。

海湾战争使威胁联军部队的生物战(BW)作用物质的幽灵成为最使人注意的焦点,从而引发了战后的几次战术表演。其中一次是把在1993年,经过了5个月,由LANL用几个商用激光器和1个太阳工作站,装配成1个重1,000磅的BW探测系统,在陆军杜格维试验场(在犹他州)进行测试,证明能探测到53 km外的空中浮质。美国陆军于去年4月开始了反扩散(CP)原型激光雷达计划。

两家国家实验室得到1500万美元的经费,用来研制、测试该系统,并为后续技术提供支持。

在洛萨拉莫斯实验室做的2个原型交货后,工业部门还要跟着另做7个,参与竞争。陆军采用了“用革新的办法增添设备”的策略,来尽快地产生9个探测系统。

这种探测系统——CP激光雷达系统——山黑鹰携带着,黑鹰上还载有化学技术员(或操作手),向敌方占领的土地上发射激光器。激光器根据情报部门提供的线索捜索空中某一区域,探测到该区域中空中浮悬粒子和浮质发出的反向散射体信号,并实时地做出分析。分析表明已探测到云状的浮质含有预先明确的特征时,地面部队就会得到警报穿戴好保护用具。至于BW作用物质究系何物、则由小型轻便运兵车(Humvee)载着的地而生物识别探测系统来完成。

BW作用物的探测不是件无足轻重的工作,它在释放后两小时的密集度一般是每M3只有几公分,而且,其组分遇见阳光就会降解。所以,利用BW作用物的最佳时间是在夜晚。

比尔 · 沙乐尔(Bill Saylor)是LANL的设计科学家。他说:“尽管肉眼看不到浮质形成的细小的云,探测不到远处的BW作用物,但却能探测到具有发现一次BW的特征的浮质云。不过激光器也能探测烟雾、尘埃等只要是存在于空气中的东西,它要把探测的东西找到,就必须把这一区域的所有大气干扰找个遍。”

LANL的科学家们目前正在设计一种对视力无害的弹性反向散射激光器的自动探测CP激光雷达系统。研制初期,激光器用的是现成的1.06 μ那种型号,从对视力无害的必要条件出发,以后要装上1.5 μ的那一种,这就使研制相当复杂化。沙乐尔说:“1.5 μ时光输出值为每脉冲1/2焦耳,100赫兹,我们迫切要求输出达到此值,这样的激光器到现在还无人制造过,不过已接近能制造了。”

但是,要使激光探测器敏感,又要能在无害视力的波长上操作,势必又碰到挑战。“因为在波长为1.06 μ时,还有硅二级管和其它探测器可用,而波长为1.5 μ时,这套技术行不通了。我们正在对探测器技术的敏感度进行‘鞭策’,这是要探测100 km外的目标逼着我们干的。”沙乐尔如是说,

他还说:“一俟探测到反射激光信号,就得用功率相当大的并行汁算机加工处理,以从大气干扰中找出要找的特征,并以3维视觉显示给操作者。”

他还建议,眼下以探测BW作用物为重点而设计的CP激光雷达系统,可以拓宽其用途,如专门设计来探测BW威胁。他说,虽然此系统还没有当作情报工具出售,但能积极从事大气探测,也能当作环境大气传感系统用。

[Aviation Week & Space Technology 1995年11月13日]