來(lái)源：《應(yīng)用光學(xué)》2019年第6期
作者：楊愛(ài)粉
轉(zhuǎn)自：新光電
【導(dǎo) 讀】波長(zhǎng)處在1.1 μm～1.7 μm內(nèi)的短波紅外激光，具有5個(gè)方面的顯著特征：一是有1.15 μm～1.3 μm和1.4 μm～1.8 μm兩個(gè)大氣透射窗口，在這2個(gè)透射窗口內(nèi)的激光傳輸距離遠(yuǎn)；二是大氣散射較弱，穿透霧霾、雨雪、煙霧、沙塵等的能力強(qiáng)，有利于在惡劣天氣條件下的激光遠(yuǎn)距離照射和回波探測(cè)；三是對(duì)工作在可見(jiàn)和近紅外波段的傳統(tǒng)微光夜視設(shè)備是完全隱身的，可在夜間作為輔助照明光源，實(shí)施偵察、監(jiān)視和瞄準(zhǔn)；四是有峰值響應(yīng)波長(zhǎng)在該范圍內(nèi)的成熟的高響應(yīng)度銦鎵砷（InGaAs）探測(cè)器，能夠形成發(fā)射和探測(cè)接收齊備的短波紅外激光應(yīng)用系統(tǒng)；五是處在1.4 μm～1.6μm波段內(nèi)的激光對(duì)人眼安全，其對(duì)人眼虹膜的照射極限為104 J/m2，比1.064 μm的照射極限5×10-2 J/m2高出6個(gè)數(shù)量級(jí)。正是由于短波紅外激光的以上特征，使其已經(jīng)成為激光軍事應(yīng)用的一個(gè)重要發(fā)展方向。尤其是隨著微型鉺玻璃激光器和小型摻鉺光纖激光器技術(shù)的日益成熟，短波紅外激光在光電偵察與反偵察中的應(yīng)用必將會(huì)越來(lái)越廣泛。
根據(jù)短波紅外激光產(chǎn)生機(jī)理的不同，有三大類的短波紅外激光器，分別是半導(dǎo)體激光器、光纖激光器和固體激光器。其中固體激光器又可分為基于光學(xué)非線性波長(zhǎng)變換的固體激光器和由激光工作物質(zhì)直接產(chǎn)生短波紅外激光的固體激光器兩種。半導(dǎo)體激光器以半導(dǎo)體材料作為激光工作物質(zhì)，其輸出激光波長(zhǎng)由半導(dǎo)體材料的禁帶寬度決定。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，可通過(guò)能帶工程對(duì)半導(dǎo)體材料的能帶進(jìn)行各種精巧的裁剪，將激光波長(zhǎng)擴(kuò)展到更寬的范圍。因此，用半導(dǎo)體激光器可獲得多個(gè)短波紅外激光波長(zhǎng)。半導(dǎo)體激光器采用簡(jiǎn)單的電激勵(lì)方式，發(fā)射激光模式既可以是連續(xù)的，也可以是脈沖的。脈沖模式工作時(shí)，激光重復(fù)頻率可高可低。因此，半導(dǎo)體激光器電光轉(zhuǎn)換效率高、模式靈活、成本低、體積小、質(zhì)量輕、壽命長(zhǎng)，在工業(yè)、科研和軍事上的應(yīng)用前景廣闊。短波紅外半導(dǎo)體激光器典型的激光工作物質(zhì)是磷化體材料。如孔徑尺寸95μm的磷化銦半導(dǎo)體激光器，輸出激光波長(zhǎng)1.55 μm和1.625 μm，功率已經(jīng)達(dá)到了1.5 W[2]。光纖激光器以摻稀土元素的玻璃光纖做激光介質(zhì)，用半導(dǎo)體激光器做泵浦源，具有閾值低、轉(zhuǎn)換效率高、輸出光束質(zhì)量好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高等優(yōu)異特性。還可利用稀土離子輻射光譜寬的特點(diǎn)，通過(guò)在激光諧振腔內(nèi)加入光柵等選擇性光學(xué)元件，構(gòu)成可調(diào)諧光纖激光器。光纖激光器已經(jīng)成為激光器技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方向。典型的短波紅外光纖激光器采用的是摻鉺（Er3+）增益光纖，可輸出1.536μm和1.55 μm兩個(gè)波長(zhǎng)的短波紅外激光，在這兩個(gè)波長(zhǎng)處的可調(diào)諧寬度分別為14 nm和11 nm。法國(guó)SENSUP公司的1.55 μm光纖激光器，采用1.55 μm半導(dǎo)體激光器做種子源的MOPA（主振蕩功率放大器），在5 kHz重復(fù)頻率時(shí)，峰值功率可達(dá)到20 kW。1）由激光工作物質(zhì)直接產(chǎn)生短波紅外激光的固體激光器可直接產(chǎn)生短波紅外激光的固體激光增益介質(zhì)主要是Er:YAG晶體和陶瓷、以及摻Er玻璃。基于Er:YAG晶體和陶瓷的固體激光器，可直接輸出1.645μm短波紅外激光，是近年來(lái)短波紅外激光器研究的一個(gè)熱點(diǎn)[３-５]。目前，采用電光或聲光調(diào)Q的Er:YAG激光器脈沖能量已經(jīng)達(dá)到幾到幾十mJ，脈沖寬度幾十ns，重復(fù)頻率幾十到千Hz，若用1.532 μm的半導(dǎo)體激光作泵浦源，將會(huì)在激光主動(dòng)偵察和激光對(duì)抗領(lǐng)域有很大優(yōu)勢(shì)，尤其是其對(duì)典型激光告警器具有隱身效果。摻Er的硅酸玻璃和磷酸玻璃可直接產(chǎn)生1.5Xμm的激光，如Er3+/Yb3+共摻磷酸鹽玻璃（1.535 μm)等。這類激光器輸出的激光束質(zhì)量好，用可飽和吸收被動(dòng)調(diào)Q，可將脈沖寬度壓縮到幾個(gè)ns，是一種典型的短波紅外脈沖激光器，其輸出激光波長(zhǎng)更接近探測(cè)器的峰值波長(zhǎng)1.55 μm，非常適用于激光主動(dòng)探測(cè)應(yīng)用。Er玻璃激光器結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、質(zhì)量輕，還可實(shí)現(xiàn)調(diào)Q運(yùn)轉(zhuǎn)，是短波紅外波段激光主動(dòng)探測(cè)的首選光源。但由于Er玻璃材料有4個(gè)方面的缺點(diǎn)：一是吸收光譜中心波長(zhǎng)940 nm或976 nm，燈泵浦很難實(shí)現(xiàn)；二是Er玻璃材料制備困難，不容易做出大尺寸；三是Er玻璃材料熱性能差，不容易實(shí)現(xiàn)重復(fù)頻率長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，更不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)；四是沒(méi)有合適的調(diào)Q材料。盡管基于Er玻璃的短波紅外激光器研究一直受到人們的關(guān)注，但由于以上4個(gè)方面的原因，一直沒(méi)有產(chǎn)品問(wèn)世。直到1990年之后，隨著波長(zhǎng)940 nm和980 nm的半導(dǎo)體激光bar條、以及Co2+:MgAl2O4（摻鈷鋁酸鎂）等飽和吸收材料的出現(xiàn)，突破了泵浦源和調(diào)Q兩大瓶頸，Er玻璃激光器研究才得到了快速發(fā)展。尤其是近幾年來(lái)，我國(guó)將半導(dǎo)體泵浦源、Er玻璃和諧振腔集成做在一起的微型Er玻璃激光器模塊重量不超過(guò)10 g，已經(jīng)具備了峰值功率50 kW模塊的小批量生產(chǎn)能力。但由于Er玻璃材料熱性能差的緣故，激光模塊重復(fù)頻率還比較低，50 kW模塊激光頻率只有5 Hz，20 kW模塊激光頻率最大10 Hz，只能用于低頻率場(chǎng)合。Nd:YAG脈沖激光器輸出的1.064 μm激光，峰值功率高達(dá)兆瓦量級(jí)，這樣的強(qiáng)相干光通過(guò)某些特殊物質(zhì)時(shí)，其光子在物質(zhì)的分子上發(fā)生非彈性散射，即光子被吸收并產(chǎn)生較低頻率的光子。有兩類物質(zhì)可實(shí)現(xiàn)這種頻率變換效應(yīng)：一是非線性晶體，如KTP、LiNbO3等；二是H2等高壓氣體。將它們放置在光學(xué)諧振腔內(nèi)，就形成光參量振蕩器（OPO）。基于非線性晶體的OPO，泵浦光被吸收并產(chǎn)生2個(gè)低頻光波（信號(hào)波和閑置波），通常OPO只反饋其中一個(gè)。用1.064 μm激光泵浦KTP、LiNbO3等非線性晶體，可獲得1.57 μm的短波紅外激光。基于高壓氣體的OPO通常是指受激喇曼散射光參量振蕩器，泵浦光被部分吸收并產(chǎn)生一個(gè)低頻率光波。成熟的喇曼激光器是用1.064 μm激光泵浦高壓氣體H2，獲得1.54 μm短波紅外激光。基于光參量振蕩器的Nd:YAG激光器，首先由Nd:YAG激光器產(chǎn)生1.064 μm脈沖激光，然后經(jīng)過(guò)OPO進(jìn)行波段轉(zhuǎn)換，因此激光器整體電光效率低，但所產(chǎn)生的短波紅外激光峰值功率可達(dá)兆瓦及以上量級(jí)，是目前國(guó)內(nèi)外獲得高峰值功率短波紅外激光的最佳技術(shù)途徑。2、短波紅外激光在光電主動(dòng)偵察中的應(yīng)用短波紅外激光最成熟的應(yīng)用就是人眼安全激光測(cè)距[９]，已有多個(gè)型號(hào)的產(chǎn)品裝備，多用于手持式激光測(cè)距和車載火控系統(tǒng)激光測(cè)距。這些產(chǎn)品的激光器采用的是波長(zhǎng)1.54 μm的喇曼頻移激光器或1.57 μm的OPO激光器。探測(cè)器則選用高靈敏度的InGaAs/InP雪崩探測(cè)器，其峰值相應(yīng)波長(zhǎng)1.55 μm處的響應(yīng)度比硅雪崩探測(cè)器對(duì)1.06 μm激光響應(yīng)度高出一個(gè)數(shù)量級(jí)，而最小可探測(cè)功率則要低一個(gè)數(shù)量級(jí)。另外，1.54μm和1.57μm激光的大氣衰減也比1.06 μm激光小。因此，激光脈沖能量只有幾到十幾毫焦的人眼安全激光測(cè)距機(jī)，最大測(cè)程就能達(dá)到10 km～20 km。近年來(lái)，隨著摻Er光纖激光器和Er玻璃激光器技術(shù)的飛速發(fā)展和工藝的日益成熟，輔以多脈沖信號(hào)處理技術(shù)，體積、質(zhì)量和功耗更小的微小型光纖激光器和鉺玻璃激光器將逐漸取代體積、質(zhì)量和功耗大的基于光參量振蕩器的固體激光器，成為人眼安全激光測(cè)距機(jī)更理想的激光源。SENSUP公司的LRF-1550-MR/MR+型人眼安全測(cè)距機(jī)，雖然采用的1.55 μm光纖激光器脈沖峰值功率只有千kW量級(jí)，但由于采用了多脈沖（十脈沖）測(cè)距體制，其對(duì)2.3 m×2.3 m標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的最大測(cè)程達(dá)到了15 km@5 Hz，功耗只有7 W，質(zhì)量840 g。圖1為L(zhǎng)RF-1550-MR/MR+人眼安全激光測(cè)距機(jī)照片。圖1 SENSUP公司的LRF-1550-MR/MR+激光測(cè)距機(jī)
以短波紅外激光做光源的成像激光雷達(dá)除具有普通成像激光雷達(dá)的空間分辨率高、距離精度高、體積小、質(zhì)量輕、功耗低等優(yōu)點(diǎn)外，其對(duì)大霧、雨雪、沙塵等惡劣視覺(jué)環(huán)境的穿透能力強(qiáng)，非常適合于直升機(jī)的航行避障和著陸導(dǎo)航。成像激光雷達(dá)有兩種成像方式：一種是基于單元探測(cè)器的兩維掃描式成像，它是用窄激光束對(duì)視場(chǎng)內(nèi)區(qū)域進(jìn)行逐點(diǎn)掃描探測(cè)，因此激光器的頻率必須足夠高，通常采用的是重復(fù)頻率幾十甚至上百kHz的短脈沖激光器，激光峰值功率幾十kW到百kW，以半導(dǎo)體激光器和光纖激光器為主。這類激光雷達(dá)的探測(cè)距離遠(yuǎn)，但存在成像分辨率和成像速率之間的矛盾。在視場(chǎng)一定的情況下，如果要分辨率高，則掃描的點(diǎn)就多，掃描成像時(shí)間長(zhǎng)，因而成像速率就低，難以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)應(yīng)用；反之，如果要求成像速率高，則必然要減少掃描點(diǎn)數(shù)，分辨率不高。另一種是基于面陣探測(cè)器的凝視成像，采用的是束散角覆蓋雷達(dá)系統(tǒng)視場(chǎng)的寬激光束，發(fā)射單次激光脈沖就可獲得整幅圖像，因此也叫閃光成像雷達(dá)，閃光雷達(dá)較好地解決了成像分辨率與成像速率之間的矛盾，幀頻高，探測(cè)時(shí)效性強(qiáng)，但需要的激光峰值功率要比前者高得多。目前可用的短波紅外激光器有半導(dǎo)體泵浦Er:YAG激光器和基于OPO的1.57 μm激光器，脈沖峰值功率可到兆瓦甚至幾十兆瓦，其20 Hz甚至更高的激光重復(fù)頻率，使得閃光成像雷達(dá)的幀頻完全可與CCD相媲美。成熟的短波紅外成像激光雷達(dá)產(chǎn)品大多為掃描成像模式，激光波長(zhǎng)集中在1.5 μm左右。如美國(guó)的3D-LZ JCTD高分辨率成像激光雷達(dá)，用波長(zhǎng)1.5 μm、重復(fù)頻率150 kHz的光纖激光器，探測(cè)距離610 m，但幀頻只有0.1 Hz。已見(jiàn)報(bào)道的閃光成像雷達(dá)是美國(guó)的ALHAT閃光雷達(dá)，采用的是重復(fù)頻率30 Hz、峰值功率6 MW的1.064 μm固體激光器，成像距離1 km。2.3 短波紅外激光輔助照明隱身監(jiān)視瞄準(zhǔn)技術(shù)
用短波紅外激光在夜間對(duì)目標(biāo)照明，目標(biāo)上的可見(jiàn)和近紅外觀瞄設(shè)備、以及傳統(tǒng)的夜視設(shè)備都無(wú)法感知。如果用1.3 μm或1.6 μm激光，即使典型的激光告警器也探測(cè)不到。因此，用短波紅外激光作為輔助照明光源，用InGaAs 焦平面探測(cè)器結(jié)合低F/#物鏡的短波紅外攝像機(jī)，兩者構(gòu)成光電監(jiān)視與瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，不僅通過(guò)低能見(jiàn)度條件下的視覺(jué)增強(qiáng)大幅提高系統(tǒng)的夜間作用距離，更重要的是其自身具有隱身特性。用于輔助照明隱身監(jiān)視和瞄準(zhǔn)的短波紅外激光器以較低功率的連續(xù)模式和高重頻半導(dǎo)體激光器和光纖激光器為主，體積小、質(zhì)量輕、功耗低。傳感器為標(biāo)準(zhǔn)模式工作的短波紅外攝像機(jī)。圖2是用1.5 W的“磷化體LM系列”半導(dǎo)體激光器（波長(zhǎng)1.55 μm）在雪夜對(duì)距離3.6 km的防火塔進(jìn)行輔助照明所獲得的圖像。圖2 雪夜對(duì)3.6 km處防火塔輔助照明獲得的圖像
選通觀察（GV）系統(tǒng)由脈沖激光照明器和同步選通觀察攝像機(jī)組成。在發(fā)射激光脈沖之后，選通觀察攝像機(jī)只對(duì)選通距離門(mén)控范圍內(nèi)目標(biāo)返回的激光光子進(jìn)行采集，而抑制了目標(biāo)的前景和背景。一方面，通過(guò)抑制物體的背景，獲得比非選通圖像高得多的目標(biāo)/背景對(duì)比度；另一方面，攝像機(jī)不采集其與目標(biāo)之間大氣顆粒反向散射的光子，使GV系統(tǒng)在低能見(jiàn)度條件的成像潛力大增。圖3是分別用距離選通和非距離選通對(duì)480m遠(yuǎn)處的一輛汽車獲得的圖像。其中左圖是用0.950μm～1.65μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)的短波紅外波段攝像機(jī)獲得的非選通被動(dòng)圖像，右圖是用1.57μm激光主動(dòng)照明獲得的距離選通觀察圖像。可見(jiàn)，選通觀察圖像的對(duì)比度明顯高于非選通圖像。圖3 被動(dòng)短波紅外圖像 （a）主動(dòng)照明短波紅外選通觀察圖像 （b）對(duì)比
短波紅外GV系統(tǒng)的典型應(yīng)用是夜間的遠(yuǎn)距離成像。激光照明器應(yīng)是高峰值功率短脈沖短波紅外激光器，其重復(fù)頻率應(yīng)與選通攝像機(jī)的幀頻一致。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外短波紅外激光器的現(xiàn)狀，半導(dǎo)體泵浦Er:YAG激光器和基于OPO的1.57 μm固體激光器是最佳選擇。微型Er玻璃激光器重復(fù)頻率和峰值功率還有待提高。短波紅外激光反偵察的實(shí)質(zhì)就是用短波紅外激光束照射敵方工作在短波紅外波段的光電偵察設(shè)備，使其獲得錯(cuò)誤的目標(biāo)信息或不能正常工作，甚至探測(cè)器被損壞。典型的短波紅外激光反偵察手段有兩種，即對(duì)人眼安全激光測(cè)距機(jī)的距離欺騙干擾和對(duì)短波紅外攝像機(jī)的壓制損傷。3.1 對(duì)人眼安全激光測(cè)距機(jī)的距離欺騙干擾
脈沖激光測(cè)距機(jī)是通過(guò)激光脈沖在發(fā)射點(diǎn)與目標(biāo)間來(lái)回一次所經(jīng)歷的時(shí)間間隔換算出目標(biāo)相對(duì)于發(fā)射點(diǎn)處的距離。如果在目標(biāo)的反射回波信號(hào)到達(dá)發(fā)射點(diǎn)之前，測(cè)距機(jī)探測(cè)器接收到其他的激光脈沖，就會(huì)停止計(jì)時(shí)，以此換算出的距離并不是目標(biāo)的實(shí)際距離，而是比目標(biāo)實(shí)際距離小的虛假距離，這就達(dá)到了對(duì)測(cè)距機(jī)的距離欺騙目的。對(duì)人眼安全激光測(cè)距機(jī)，用同樣波長(zhǎng)的短波紅外脈沖激光器就可實(shí)施距離欺騙干擾。實(shí)施測(cè)距機(jī)距離欺騙干擾的激光器模擬的是目標(biāo)對(duì)激光的漫反射光，所以激光峰值功率很低，但應(yīng)滿足以下兩個(gè)條件：1）激光波長(zhǎng)必須與被干擾測(cè)距機(jī)工作波長(zhǎng)一致。測(cè)距機(jī)探測(cè)器前都裝有干涉濾光片，帶寬非常窄，工作波長(zhǎng)之外其他波長(zhǎng)的激光無(wú)法到達(dá)探測(cè)器光敏面，即使波長(zhǎng)相近的1.54 μm和1.57 μm激光都不能相互干擾。2）激光重復(fù)頻率必須足夠高。測(cè)距機(jī)探測(cè)器只有在實(shí)施測(cè)距時(shí)才響應(yīng)到達(dá)其光敏面的激光信號(hào)。要實(shí)現(xiàn)有效干擾，干擾脈沖至少應(yīng)在測(cè)距機(jī)波門(mén)內(nèi)擠進(jìn)去2～3個(gè)脈沖。目前能實(shí)現(xiàn)的測(cè)距距離波門(mén)在μs量級(jí)，所以干擾激光必須是高重復(fù)頻率。以目標(biāo)距離3 km為例，激光來(lái)回一次需要的時(shí)間為20 μs，按至少進(jìn)去2個(gè)脈沖計(jì)算，激光重復(fù)頻率必須達(dá)到50 kHz。若激光測(cè)距機(jī)的最小測(cè)程300 m，則干擾機(jī)的重復(fù)頻率不能低于500 kHz。只有半導(dǎo)體激光器和光纖激光器才能達(dá)到如此高的重復(fù)頻率。3.2 對(duì)短波紅外攝像機(jī)的壓制干擾與損傷
作為短波紅外成像系統(tǒng)核心部件的短波紅外攝像機(jī)，其InGaAs 焦平面探測(cè)器的響應(yīng)光功率動(dòng)態(tài)范圍有限，如果入射光功率超出動(dòng)態(tài)范圍上限，就會(huì)出現(xiàn)飽和現(xiàn)象，探測(cè)器不能正常成像，更高功率的激光則會(huì)對(duì)探測(cè)器造成永久性損傷。連續(xù)以及峰值功率較低但重復(fù)頻率高的半導(dǎo)體激光器和光纖激光器，適合于對(duì)短波紅外攝像機(jī)實(shí)施持續(xù)壓制式干擾。用激光持續(xù)照射短波紅外攝像機(jī)，由于光學(xué)鏡頭的大倍率聚光作用， InGaAs 焦平面上激光彌散斑所到區(qū)域嚴(yán)重飽和，因而不能正常成像。只有在激光照射停止一段時(shí)間后成像性能才能逐漸恢復(fù)正常。根據(jù)多年從事可見(jiàn)和近紅外波段激光主動(dòng)對(duì)抗產(chǎn)品研發(fā)和多次外場(chǎng)損傷效能試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，目前只有峰值功率兆瓦量級(jí)及以上的短脈沖激光才能在千米以外距離對(duì)電視攝像機(jī)造成不可逆的損傷。能否達(dá)到損傷效果，激光的峰值功率是關(guān)鍵。只要峰值功率高出探測(cè)器損傷閾值，單個(gè)脈沖就可損傷探測(cè)器。從激光器的設(shè)計(jì)難度、散熱和功耗的角度考慮，激光的重復(fù)頻率沒(méi)有必要一定要達(dá)到攝像機(jī)的幀頻甚至更高，10 Hz～20 Hz就能滿足實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用。自然，對(duì)短波紅外攝像機(jī)也不例外。InGaAs 焦平面探測(cè)器包括基于InGaAs/ InP電子遷移光電陰極的電子轟擊CCD和后來(lái)發(fā)展起來(lái)的CMOS，它們的飽和與損傷閾值與Si基CCD/CMOS在同一數(shù)量級(jí)，但目前還沒(méi)有獲得InGaAs/ InP基 CCD/COMS的飽和與損傷閾值數(shù)據(jù)。根據(jù)目前國(guó)內(nèi)外短波紅外激光器的現(xiàn)狀，基于OPO的1.57 μm重頻固體激光器仍是對(duì)CCD/COMS實(shí)施激光損傷的最佳選擇，其較高的大氣穿透性能以及高峰值功率短脈沖激光的大光斑覆蓋和單脈沖有效特性，對(duì)裝有短波紅外攝像機(jī)的遠(yuǎn)距離光電系統(tǒng)的軟殺傷威力是顯而易見(jiàn)的。波長(zhǎng)處在1.1 μm～1.7 μm內(nèi)的短波紅外激光，具有大氣透過(guò)率高，穿透霧霾、雨雪、煙霧、沙塵等的能力強(qiáng)，對(duì)傳統(tǒng)的微光夜視設(shè)備隱身，處在1.4 μm～1.6μm波段內(nèi)的激光對(duì)人眼安全，并有峰值響應(yīng)波長(zhǎng)在該范圍內(nèi)的成熟的探測(cè)器等顯著特征，已經(jīng)成為激光軍事應(yīng)用的一個(gè)重要發(fā)展方向。本文對(duì)磷化體半導(dǎo)體激光器、摻Er光纖激光器、摻Er固體激光器和基于OPO的固體激光器等4種典型短波紅外激光器的技術(shù)特點(diǎn)與現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，梳理出了這些短波紅外激光器在光電主動(dòng)偵察與反偵察中的典型應(yīng)用。1）連續(xù)與低峰值功率高重頻磷化體半導(dǎo)體激光器和摻Er光纖激光器，主要用于夜間遠(yuǎn)距離隱身監(jiān)視瞄準(zhǔn)的輔助照明和對(duì)敵方短波紅外攝像機(jī)的壓制干擾。高重頻短脈沖磷化體半導(dǎo)體激光器和摻Er光纖激光器激光器還是多脈沖體制人眼安全測(cè)距、激光掃描成像雷達(dá)和人眼安全激光測(cè)距機(jī)距離欺騙干擾的理想光源。2）重復(fù)頻率不高、但峰值功率兆瓦甚至十兆瓦量級(jí)的基于OPO的固體激光器可廣泛用于閃光成像雷達(dá)、夜間遠(yuǎn)距離激光選通觀察、短波紅外激光損傷和傳統(tǒng)模式遠(yuǎn)程人眼安全激光測(cè)距。3）微型Er玻璃激光器是短波紅外激光器近幾年發(fā)展最快的一個(gè)方向，目前的功率和重復(fù)頻率水平可用于微小型人眼安全激光測(cè)距機(jī)。假以時(shí)日，一旦峰值功率達(dá)到兆瓦量級(jí)，就可用于閃光成像雷達(dá)、激光選通觀察和對(duì)短波紅外攝像機(jī)的激光損傷。４）對(duì)激光告警器隱身的半導(dǎo)體泵浦Er:YAG激光器，是高功率短波紅外激光器的主流發(fā)展方向，在閃光激光雷達(dá)、夜間遠(yuǎn)距離激光選通觀察和激光損傷方面的應(yīng)用潛力巨大。近年來(lái)，隨著武器系統(tǒng)對(duì)光電系統(tǒng)集成化要求越來(lái)越高，激光設(shè)備的小型輕量化成為了激光設(shè)備發(fā)展的必然趨勢(shì)，體積小、質(zhì)量輕、功耗低的半導(dǎo)體激光器、光纖激光器和微型Er玻璃激光器則成為短波紅外激光器發(fā)展的主流方向。尤其是光束質(zhì)量好的光纖激光器，其在夜間輔助照明隱身監(jiān)視瞄準(zhǔn)、掃描成像激光雷達(dá)和激光壓制干擾方面具有很大的應(yīng)用潛力。但目前這三類小型輕量化激光器的功率/能量普遍偏低，只能用于一些近距離偵察應(yīng)用，還不能滿足遠(yuǎn)距離偵察和反偵察需求。因此，發(fā)展重點(diǎn)就是提高激光功率/能量。基于OPO的固體激光器光束質(zhì)量好、峰值功率高，在遠(yuǎn)距離選通觀察、閃光成像雷達(dá)和激光損傷方面的優(yōu)勢(shì)依然非常明顯，還應(yīng)進(jìn)一步提高激光輸出能量和激光重復(fù)頻率。對(duì)于半導(dǎo)體泵浦Er:YAG激光器，如果在提高脈沖能量的同時(shí)，進(jìn)一步壓縮脈沖寬度，將會(huì)成為OPO固體激光器的最佳替代產(chǎn)品，在遠(yuǎn)距離選通觀察、閃光成像雷達(dá)和激光損傷方面具有較大的應(yīng)用潛力。
