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激光发展史激光以全新的姿态问世已二十余年。然而，发明激光器的历程却鲜为人知，至于发明者如何从事艰难曲折的探索，就更少人问津了。其实，每一项重大发明，都是科学家们智慧的结晶，里面包涵着他们的汗水和心血。自然，激光器的发明也不例外。 说得准确些，对激光的研究，只是到了20世纪50年代末才出现一个崭新阶段。在此之前，人们只对无线电波和微波有较深研究。科学家们把无线电波波长缩短到十米以内，使得世界性的通讯成为可能，那是30年代的事情。后来，随着速调管和空穴磁控管的发明，科学家便对厘米波的性质进行研究。二次世界大战中，由于射频和光谱学的发展，辐射波和原子只间的联系又重新被强调。大战期间，科学家们发明并研制了雷达（战争对雷达的制造起了推动的作用）。从技术本身来说，雷达是电磁波向超短波、微波发展的产物。大战以后，科学家又开创了微波波谱学，目的是探索光谱的微波范围并把其推广到更短的波长。当时，哥仑比亚大学有一个由汤斯（C.H.Townes）领导的辐射实验小组，他们一直从事电磁方面以及毫米辐射波的研究。1951年，汤斯提出了微波激射器（Maser全称Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation）的概念。经过几年的努力，1954年汤斯和他的助手高顿（J. Cordon）、蔡格(H. Zeiger)发明了氨分子束微波激射器并使其正常运行。这为以后激光器的诞生奠定了基础。当时，汤斯希望微波激射器能产生波长为半毫米的微波，遗撼的是，激射器却输出波长为1。25cm的微波。微波激射器问世以后，科学家就希望能制造输出更短波长的激射器。汤斯认为可将微波推到红外区附近，甚至到可见光波段。1958年，肖洛（A.L.Schawlow）与汤斯合作，率先发表了在可见光频段工作的激射器的设计方案和理论计算。这又将激光研究推上了一个新阶段。现在，人们都知道，产生激光要具备两个重要条件：一是粒子数反转；二是谐振腔。值得注意的是，自1916年爱因斯坦提出受激辐射的概念以后，1940年前后就有人在研究气体放电实验中，观察到粒子反转现象。按当时的实验技术基础，就具备建立某种类型的激光器的条件。但为什么没能造出来呢？因为没有人，包括爱因斯坦本人没把受激辐射，粒子数反转，谐振腔联系在一起加以考虑。因而也把激光器的发明推迟了若干年。在研究激光器的过程中，应把引进谐振腔的功劳归于肖洛。肖洛长期从事光谱学研究。谐振腔的结构，就是从法——珀干涉仪那里得到启示的。正如肖洛自己所说：“我开始考虑光谐振器时，从两面彼此相向镜面的法——珀干涉仪结构着手研究，是很自然的。”实际上，干涉仪就是一种谐振器。肖洛在贝尔电话实验室的七年中，积累了大量数据，于1958年提出了有关激光的设想。几乎同时，许多实验室开始研究激光器的可能材料和方法，用固体作为工作物质的激光器的研究工作始于1958年。如肖洛所述：“我完全彻底地受到灌输，使我相信，可以在气体中做的任何事情，在固体中同样可以做，且在固体中做得更好些。因此，我开始探索、寻找固体激光器的材料…...”的确，不到一年，在1959年9月召开的第一次国际量子电子会议上，肖洛提出了用红宝石作为激光的工作物质。不久，肖洛又具体地描述了激光器的结构：“固体微波激射器的结构较为简单，实质上，它有一棒（红宝石），它的一端可作全反射，另一端几乎全反射，侧面作光抽运。”遗撼的是，肖洛没有得到足够的光能量使粒子数反转，因而没获成功。可喜的是，科学家迈曼（T.H.Maiman）巧妙地利用氙灯作光抽运，从而获得粒子数反转。于是，1960年6月，在Rochester大学，召开了一个有关光的相干性的会议，会议上，迈曼成功地操作了一台激光器。7月份，迈曼用红宝石制成的激光器被公布于众。至此，世界上第一台激光器宣告诞生。激光具有单色性，相干性等一系列极好的特性。从诞生那天开始，人们就预言了它的美好前景。20多年来，人们制造了输出各种不同波长的激光器，甚至是可调激光器。大功率激光器的研制成功，又开拓了新的领域。1977年出现的自由电子激光器，机制则完全不同，它的工作物质是具有极高能量的自由电子，人们可以期望通过这种激光器，实现连续大功率输出，而且覆盖频率范围可向长短两个方向发展。现在，激光应用已经遍及光学、医学、原子能、天文、地理、海洋等领域，它标志着新技术革命的发展。诚然，如果将激光发展的历史与电子学及航空发展的历史相比，你不得不意识到现在还是激光发展的早期阶段，更令人激动的美好前景将要来到。 能发1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，并指出了产生激光的方法。1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，其工作介质是在周期性磁场中运动的高速电子束，激光波长可覆盖从微波到X射线的广阔波段。按工作方式分，有连续式、脉冲式、调Q和超短脉冲式等几类。大功率激光器通常都是脉冲式输出。各种不同种类的激光器所发射的激光波长已达数千种，最长的波长为微波波段的0.7毫米，最短波长为远紫外区的210埃，X射线波段的激光器也正在研究中。 除自由电子激光器外，各种激光器的基本工作原理均相同，装置的必不可少的组成部分包括激励（或抽运）、具有亚稳态能级的工作介质和谐振腔（ 见光学谐振腔）3部分。激励是工作介质吸收外来能量后激发到激发态，为实现并维持粒子数反转创造条件。激励方式有光学激励、电激励、化学激励和核能激励等。工作介质具有亚稳能级是使受激辐射占主导地位，从而实现光放大。谐振腔可使腔内的光子有一致的频率、相位和运行方向，从而使激光具有良好的定向性和相干性。 激光工作物质 是指用来实现粒子数反转并产生光的受激辐射放大作用的物质体系，有时也称为激光增益媒质，它们可以是固体（晶体、玻璃）、气体（原子气体、离子气体、分子气体）、半导体和液体等媒质。对激光工作物质的主要要求，是尽可能在其工作粒子的特定能级间实现较大程度的粒子数反转，并使这种反转在整个激光发射作用过程中尽可能有效地保持下去；为此，要求工作物质具有合适的能级结构和跃迁特性。 激励(泵浦)系统 是指为使激光工作物质实现并维持粒子数反转而提供能量来源的机构或装置。根据工作物质和激光器运转条件的不同，可以采取不同的激励方式和激励装置，常见的有以下四种。①光学激励(光泵)。是利用外界光源发出的光来辐照工作物质以实现粒子数反转的，整个激励装置，通常是由气体放电光源（如氙灯、氪灯）和聚光器组成。②气体放电激励。是利用在气体工作物质内发生的气体放电过程来实现粒子数反转的，整个激励装置通常由放电电极和放电电源组成。③化学激励。是利用在工作物质内部发生的化学反应过程来实现粒子数反转的，通常要求有适当的化学反应物和相应的引发措施。④核能激励。是利用小型核裂变反应所产生的裂变碎片、高能粒子或放射线来激励工作物质并实现粒子数反转的。 激光器的种类是很多的。下面，将分别从激光工作物质、激励方式、运转方式、输出波长范围等几个方面进行分类介绍。 按工作物质分类 根据工作物质物态的不同可把所有的激光器分为以下几大类：①固体（晶体和玻璃）激光器，这类激光器所采用的工作物质，是通过把能够产生受激辐射作用的金属离子掺入晶体或玻璃基质中构成发光中心而制成的；②气体激光器，它们所采用的工作物质是气体，并且根据气体中真正产生受激发射作用之工作粒子性质的不同，而进一步区分为原子气体激光器、离子气体激光器、分子气体激光器、准分子气体激光器等；③液体激光器，这类激光器所采用的工作物质主要包括两类，一类是有机荧光染料溶液，另一类是含有稀土金属离子的无机化合物溶液,其中金属离子（如Nd）起工作粒子作用，而无机化合物液体（如SeOCl）则起基质的作用；④半导体激光器，这类激光器是以一定的半导体材料作工作物质而产生受激发射作用，其原理是通过一定的激励方式(电注入、光泵或高能电子束注入)，在半导体物质的能带之间或能带与杂质能级之间，通过激发非平衡载流子而实现粒子数反转，从而产生光的受激发射作用；⑤自由电子激光器，这是一种特殊类型的新型激光器，工作物质为在空间周期变化磁场中高速运动的定向自由电子束，只要改变自由电子束的速度就可产生可调谐的相干电磁辐射，原则上其相干辐射谱可从X射线波段过渡到微波区域，因此具有很诱人的前景。 按激励方式分类 ①光泵式激光器。指以光泵方式激励的激光器，包括几乎是全部的固体激光器和液体激光器，以及少数气体激光器和半导体激光器。②电激励式激光器。大部分气体激光器均是采用气体放电（直流放电、交流放电、脉冲放电、电子束注入）方式进行激励，而一般常见的半导体激光器多是采用结电流注入方式进行激励，某些半导体激光器亦可采用高能电子束注入方式激励。③化学激光器。这是专门指利用化学反应释放的能量对工作物质进行激励的激光器，反希望产生的化学反应可分别采用光照引发、放电引发、化学引发。④核泵浦激光器。指专门利用小型核裂变反应所释放出的能量来激励工作物质的一类特种激光器，如核泵浦氦氩激光器等。 按运转方式分类 由于激光器所采用的工作物质、激励方式以及应用目的的不同，其运转方式和工作状态亦相应有所不同，从而可区分为以下几种主要的类型。①连续激光器，其工作特点是工作物质的激励和相应的激光输出，可以在一段较长的时间范围内以连续方式持续进行，以连续光源激励的固体激光器和以连续电激励方式工作的气体激光器及半导体激光器，均属此类。由于连续运转过程中往往不可避免地产生器件的过热效应，因此多数需采取适当的冷却措施。②单次脉冲激光器，对这类激光器而言，工作物质的激励和相应的激光发射，从时间上来说均是一个单次脉冲过程，一般的固体激光器、液体激光器以及某些特殊的气体激光器，均采用此方式运转，此时器件的热效应可以忽略，故可以不采取特殊的冷却措施。③重复脉冲激光器，这类器件的特点是其输出为一系列的重复激光脉冲，为此，器件可相应以重复脉冲的方式激励，或以连续方式进行激励但以一定方式调制激光振荡过程,以获得重复脉冲激光输出,通常亦要求对器件采取有效的冷却措施。④调激光器,这是专门指采用一定的 开关技术以获得较高输出功率的脉冲激光器，其工作原理是在工作物质的粒子数反转状态形成后并不使其产生激光振荡 (开关处于关闭状态)，待粒子数积累到足够高的程度后，突然瞬时打开 开关，从而可在较短的时间内（例如10～10秒）形成十分强的激光振荡和高功率脉冲激光输出（见技术'" class=link>激光调 技术）。⑤锁模激光器，这是一类采用锁模技术的特殊类型激光器，其工作特点是由共振腔内不同纵向模式之间有确定的相位关系，因此可获得一系列在时间上来看是等间隔的激光超短脉冲（脉宽10～10秒）序列，若进一步采用特殊的快速光开关技术，还可以从上述脉冲序列中选择出单一的超短激光脉冲（见激光锁模技术）。⑥单模和稳频激光器，单模激光器是指在采用一定的限模技术后处于单横模或单纵模状态运转的激光器，稳频激光器是指采用一定的自动控制措施使激光器输出波长或频率稳定在一定精度范围内的特殊激光器件，在某些情况下，还可以制成既是单模运转又具有频率自动稳定控制能力的特种激光器件（见激光稳频技术）。⑦可调谐激光器，在一般情况下，激光器的输出波长是固定不变的，但采用特殊的调谐技术后，使得某些激光器的输出激光波长，可在一定的范围内连续可控地发生变化，这一类激光器称为可调谐激光器（见激光调谐技术）。 按输出波段范围分类 根据输出激光波长范围之不同，可将各类激光器区分为以下几种。①远红外激光器，输出波长范围处于25～1000微米之间, 某些分子气体激光器以及自由电子激光器的激光输出即落入这一区域。②中红外激光器，指输出激光波长处于中红外区(2.5～25微米)的激光器件,代表者为CO分子气体激光器(10.6微米)、 CO分子气体激光器（5～6微米）。③近红外激光器,指输出激光波长处于近红外区（0.75～2.5微米）的激光器件，代表者为掺钕固体激光器（1.06微米）、CaAs半导体二极管激光器(约 0.8微米)和某些气体激光器等。④可见激光器，指输出激光波长处于可见光谱区（4000～7000埃或0.4～0.7微米）的一类激光器件，代表者为红宝石激光器 （6943埃）、 氦氖激光器（6328埃）、氩离子激光器（4880埃、5145埃）、氪离子激光器（4762埃、5208埃、5682埃、6471埃）以及一些可调谐染料激光器等。⑤近紫外激光器，其输出激光波长范围处于近紫外光谱区（2000～4000埃），代表者为氮分子激光器(3371埃)氟化氙(XeF)准分子激光器（3511埃、3531埃）、 氟化氪(KrF)准分子激光器(2490埃)以及某些可调谐染料激光器等⑥真空紫外激光器,其输出激光波长范围处于真空紫外光谱区(50～2000埃）代表者为（H）分子激光器 (1644～1098埃)、氙(Xe)准分子激光器（1730埃）等。⑦X射线激光器, 指输出波长处于X射线谱区（0.01～50埃）的激光器系统，目前软X 射线已研制成功，但仍处于探索阶段[编辑本段]激光器的发明 激光器的发明是20世纪科学技术的一项重大成就。它使人们终于有能力驾驶尺度极小、数量极大、运动极混乱的分子和原子的发光过程，从而获得产生、放大相干的红外线、可见光线和紫外线（以至X射线和γ射线）的能力。激光科学技术的兴起使人类对光的认识和利用达到了一个崭新的水平。 激光器的诞生史大致可以分为几个阶段，其中1916年爱因斯坦提出的受激辐射概念是其重要的理论基础。这一理论指出，处于高能态的物质粒子受到一个能量等于两个能级之间能量差的光子的作用，将转变到低能态，并产生第二个光子，同第一个光子同时发射出来，这就是受激辐射。这种辐射输出的光获得了放大，而且是相干光，即如多个光子的发射方向、频率、位相、偏振完全相同。 此后，量子力学的建立和发展使人们对物质的微观结构及运动规律有了更深入的认识，微观粒子的能级分布、跃迁和光子辐射等问题也得到了更有力的证明，这也在客观上更加完善了爱因斯坦的受激辐射理论，为激光器的产生进一步奠定了理论基础。20世纪40年代末，量子电子学诞生后，被很快应用于研究电磁辐射与各种微观粒子系统的相互作用，并研制出许多相应的器件。这些科学理论和技术的快速发展都为激光器的发明创造了条件。 如果一个系统中处于高能态的粒子数多于低能态的粒子数，就出现了粒子数的反转状态。那么只要有一个光子引发，就会迫使一个处于高能态的原子受激辐射出一个与之相同的光子，这两个光子又会引发其他原子受激辐射，这样就实现了光的放大；如果加上适当的谐振腔的反馈作用便形成光振荡，从而发射出激光。这就是激光器的工作原理。1951年，美国物理学家珀塞尔和庞德在实验中成功地造成了粒子数反转，并获得了每秒50千赫的受激辐射。稍后，美国物理学家查尔斯·汤斯以及苏联物理学家马索夫和普罗霍洛夫先后提出了利用原子和分子的受激辐射原理来产生和放大微波的设计。 然而上述的微波波谱学理论和实验研究大都属于“纯科学”，对于激光器到底能否研制成功，在当时还是很渺茫的。 但科学家的努力终究有了结果。1954年，前面提到的美国物理学家汤斯终于制成了第一台氨分子束微波激射器，成功地开创了利用分子和原子体系作为微波辐射相干放大器或振荡器的先例。 汤斯等人研制的微波激射器只产生了1.25厘米波长的微波，功率很小。生产和科技不断发展的需要推动科学家们去探索新的发光机理，以产生新的性能优异的光源。1958年，汤斯与姐夫阿瑟·肖洛将微波激射器与光学、光谱学的理论知识结合起来，提出了采用开式谐振腔的关键性建议，并预防了激光的相干性、方向性、线宽和噪音等性质。同期，巴索夫和普罗霍洛夫等人也提出了实现受激辐射光放大的原理性方案。 此后，世界上许多实验室都被卷入了一场激烈的研制竞赛，看谁能成功制造并运转世界上第一台激光器。 1960年，美国物理学家西奥多·梅曼在佛罗里达州迈阿密的研究实验室里，勉强赢得了这场世界范围内的研制竞赛。他用一个高强闪光灯管来刺激在红宝石水晶里的铬原子，从而产生一条相当集中的纤细红色光柱，当它射向某一点时，可使这一点达到比太阳还高的温度。 “梅曼设计”引起了科学界的震惊和怀疑，因为科学家们一直在注视和期待着的是氦氖激光器。 尽管梅曼是第一个将激光引入实用领域的科学家，但在法庭上，关于到底是谁发明了这项技术的争论，曾一度引起很大争议。竞争者之一就是“激光”(“受激辐射式光频放大器”的缩略词)一词的发明者戈登·古尔德。他在1957年攻读哥伦比亚大学博士学位时提出了这个词。与此同时，微波激射器的发明者汤斯与肖洛也发展了有关激光的概念。经法庭最终判决，汤斯因研究的书面工作早于古尔德9个月而成为胜者。不过梅曼的激光器的发明权却未受到动摇。 1960年12月，出生于伊朗的美国科学家贾万率人终于成功地制造并运转了全世界第一台气体激光器——氦氖激光器。1962年，有三组科学家几乎同时发明了半导体激光器。1966年，科学家们又研制成了波长可在一段范围内连续调节的有机染料激光器。此外，还有输出能量大、功率高，而且不依赖电网的化学激光器等纷纷问世。 由于激光器具备的种种突出特点，因而被很快运用于工业、农业、精密测量和探测、通讯与信息处理、医疗、军事等各方面，并在许多领域引起了革命性的突破。比如，人们利用激光集中而极高的能量，可以对各种材料进行加工，能够做到在一个针头上钻200个孔；激光作为一种在生物机体上引起刺激、变异、烧灼、汽化等效应的手段，已在医疗、农业的实际应用上取得了良好效果；在通信领域，一条用激光柱传送信号的光导电缆，可以携带相当于2万根电话铜线所携带的信息量；激光在军事上除用于通信、夜视、预警、测距等方面外，多种激光武器和激光制导武器也已经投入实用。 今后，随着人类对激光技术的进一步研究和发展，激光器的性能将进一步提升，成本将进一步降低，但是它的应用范围却还将继续扩大，并将发挥出越来越巨大的作用。
目前中国的攻击激光雷达体积仍然十分庞大，达10吨，缺少强大的瞬时超强能源电池，容易受天气限制，空气中的微粒和水汽会严重干扰其能量和射程，只能陆基和海基。如何把攻击激光雷达装载于卫星，是我国目前正在全力研究攻关的目标，如果探月成功，如果我们的激光武器能量再提高一个数量级，会把攻击激光雷达装载于月球！ 中国研制成功的新一代激光武器是国际上最先进的激光武器之一，可有效对付频频闯入中国领空侦察的“曙光女神”号超高速战略侦察机；中国的电子干扰机，能使F－117隐形飞机的激光制导、红外导弹完全失灵。神奇的激光武器随着美国星战计划重新登台，中国也在1990年悄悄地把激光武器重新上马。 中国在激光器的研究陆续进行了CO2激光（电激励、气动激励）、化学激光、自由电子激光和X射线激光等探索，其中CO2激光和化学器的输出功率达万瓦级以上，有广阔的开发前景。而在强光激光破坏研究方面，中国对激光的热和力学效应进行了广泛的实验研究和理论分析，取得了令人满意的成果，提高了对激光破坏目标的认识。 1996年，中国新一代飞秒超强激光装置研制成功（中国工程物理研究院）。这标志着中国的强激光技术又踏上一个新台阶。这个设备是中国第一台用于超短超强激光研究的精密装置，专家认为它的研制成功为中国强场中的物质及行为研究开拓了道路，是国际上重大研究项目之一。激光武器具有攻击目标速度快、转换火力快、杀伤效率高等优点，势将成为资讯战时代的重武器。虽有国际法禁止使用低功率的激光致盲武器，但一些国家却秘密发展这种武器，其中又以美国表现露骨。 中国对此亦有准备。1995年在第三届国际防务展览会上（IDEX95），中国展出的ZM－87激光器，有效作用距离3公里，加上一个放大器后更增至5公里，性能并不比美军的差。所以，中国有能力对付在中国海岸频频活动的美国“曙光女神”号超高速战略侦察机。死光A我国的死光A重型战略激光武器系统主要用于战时摧毁敌方的军用卫星及用于军事目的的敌空间站。二是用来摧毁敌方的地面固定发射井和机动核导弹及水下核潜艇。众所周知：激光一般都是沿直线发射的定向光速，不可能拐弯的，针对此一难题，我国的科研工作者早在20年前就已开始了此领域的预研工作，并用其研究成果成功制造出了现今国际上还是空白的，只有我国才有的激光卫星接力站或卫星反射站！该卫星接力站采用光线反射原理，将地面传来的高能量强激光接收并转瞬间射向已锁定了的敌方藏在海水下并快速机动的核潜艇。瞬间即可将敌核潜艇击穿气化。在研制过程中，我国科研工作者克服了因卫星接力及因天气因素造成的能量损失，成功的将其能量衰减控制在千分之一以下。试验结果证明：从发现锁定目标到摧毁击穿敌核潜艇，总计用了2.5秒，持续照射5.2秒后，潜艇才层裂溶化至气化（层裂-----就是当水下敌潜艇表面受到强激光速照射瞬间，其原子被电解，形成等离体 云，云向外膨胀喷射形成应力波向深处传播，应力波的反射造成艇体大面积拉断，形成层裂性的破坏。其等离子体云进一步破坏艇体的结构和各种设备及电子电路元件，直至烧毁气化。这一过程时间极短。）一共才用了不到一分钟的时间！
激光武器激光武器是一种利用沿一定方向发射的激光束攻击目标的定向能武器，具有快速、灵活、精确和抗电磁干扰等优异性能，在光电对抗、防空和战略防御中可发挥独特作用。它分为战术激光武器和战略激光武器两种。它将是一种常规威慑力量。战术激光武器的突出优点是反应时间短，可拦击突然发现的低空目标。用激光拦击多目标时，能迅速变换射击对象，灵活地对付多个目标。激光武器的缺点是不能全天候作战，受限于大雾、大雪、大雨，且激光发射系统属精密光学系统，在战场上的生存能力有待考验。陆军的快速发射高炮的炮管寿命短，连续发射几分钟后就要更换，而激光武器不存在多次发射的寿命问题。可以预计，未来在目前弹炮结合防空武器系统的基础上，将出现将新型防空导弹。高炮和激光武器三结合的对空防御系统。其中，激光武器主要拦截从低空、超低空突然来袭的近距离目标，这有可能大大提高对精确武器的拦截溉率，解决当前存在的极近程防空问题，并可用于保卫重要目标，如重要机构、指挥中心、通讯和动力中枢等。目前研制的激光武器的体积一段较大，重量较重，所以各国首先考虑舰载应用。目前，发达国家的大型水面舰只已开始采用核能作为动力，中型水面舰只的电动化改进也已进入实质阶段，这都为激光武器在舰艇上的应用铺平了道路。鉴于激光武器的重要作用和地位，美、俄、以色列和其他一些发达国家都投入了巨额资金，制定了宏大计划，组织了庞大的科技队伍，开发激光武器。至90年代初，仅美国政府对激光武器的研究投资就达90亿美元。80年代中后期，苏联和英国的军舰或陆上已有实验性战术激光武器装备，美、法、德等国也作了大量试验。战略激光武器研究费用高，技术难度大，其前景还有待观察。激光武器的效费比是比较高的。在防空武器方面，当前主体是导弹，激光武器与之相比消耗费用要便宜得多。例如，一枚“爱国者”导弹要60－70万美元，一枚短程“毒刺”式导弹要2万美元，而激光发射一次仅需数千美元，今后随着技术的发展，激光发射一次的费用可降至数百美元。去年6月6日，美国军方在新墨西哥州南部的怀特桑兹导弹试验场首次进行战术高能武器试验，成功摧毁了一枚飞行中的喀秋莎火箭。美军方官员称，这是世界上第一种以激光为基础的反导系统。美军方还将于近期进行该武器击落多枚“来袭导弹”的试验。该系统由美加利福尼亚州的承包商汤普森·拉莫·伍尔德里奇公司专门为美国陆军和以色列设计制造，开发费用高达2亿美元。该系统尤其适合部署在人口稠密的地方，而且成本十分低廉，据估算，每拦截一枚导弹只需约3000美元。美国防部目前正在考虑研制一种机动性能更强、打击范围更广、主要针对弹道导弹的激光拦截技术。激光武器1975年10月18日，美国北美防空司令部一片混乱。事情是从一个报警电话开始的。“哈罗，我是控制中心的监测员。我们在印度洋上空的647预警卫星的在外探测器，受到来自苏联西部的强红外闪光的干扰，不能正常工作。”这是怎么回事？最初，人们从自然原因分析，认为可能是流星群的强光干扰，或者，是苏联的天然气管道破裂失火，形成强光。“这不可能。”北美防空司令部的高级参谋反驳说，“我们的卫星是滤光镜，它对自然光不敏感。流星群每月都有，卫星从来不受干扰……”“据估计，这次神秘的闪光，比洲际导弹发射的光强要大1000倍。天然气管道失火绝不可能有如此强光发射……”另一个参谋说。“也许是前苏联研制出了新的激光武器。”一位军官说出了大家最担心的一句话。“天哪，但愿不是这样。”有人喊道。这场风波尚未平息，一个月后，即1975年11月17日、18日两天，美国空军的两颗数据中继卫星，由于受来自苏联的红外干扰，又停止了工作。据检查，是红外姿态控制仪失灵。很快，“苏联激光武器攻击并破坏了美国卫星”的消息，像一场台风，席卷了整个美国，在全世界也引起了强烈震动。美国官方想稳定一下国内的慌乱表绪。国防部长拉姆斯菲尔德召开记者招待会，宣布说：“我看到了报纸的报道，关于激光武器的使用，经调查，没有情报能够证实。”但纸包不住火。几句安慰的话丝毫没有平息舆论的压力。1980年5月22日，美国负责公共事务的助理国防部长兼五角大楼发言人托马斯·罗斯，在新闻发布会上说：“中央情报局和其他情报部门业已查明，苏联正在研制一种能够摧毁卫星的激光武器系统。”他接着又说：“但是，这项研究在美国也在进行着。前苏联在达到的功率方面也许稍稍领先。”我国古代传说中就有“用光杀人”的记载。《封神演义》中有“哼”“哈”二将，可从鼻中喷出光来，使敌人丧命。科学幻想中也早有“魔光”、“死光”之说。但只有到1960年出现激光后，这些幻想才变成了现实。激光具有单色性，基谱线宽度很窄。普通光源中氪灯的谱线宽度为千分之五埃 （一埃是一亿分之一厘米），算最窄的了，但氦氖激光器产生的激光谱线宽度只有千万分之一埃。就是说，激光的单色性比氪灯提高了几十万倍。激光能够向一个方向辐射，散开角度只有几分，甚至小到一秒。激光的高方向性使它在军事上很受重视。高度集束的激光，能量也非常集中。举例说，在日常生活中我们认为太阳是非常亮的，但一台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200亿倍。当然，激光比太阳还亮，并不是因为它的总能量比太阳还大，而是由于它的能量非常集中。例如，红宝石激光器发出的激光射束，能穿透一张1/3厘米厚的钢板，但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万公里，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何发射性污染。激光武器分为三类：一是致盲型。前面我们讲过的机载致盲武器，就属于这一类。二是近距离战术型，可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验，就是用的这类武器。三是远距离战略型。这类的研制困难最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的防御武器。激光怎样击毁目标呢？科学家们认为有两个方面：一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或X光，破坏目标结构和电子元件。激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。粒子束武器所谓粒子束武器，是将电子、质子或离子等粒子，利用粒子加速器加速到光速的0.6～0.7倍，然后发射出去。当粒子在前进方向上遇到障碍物时，粒子所带有巨大的动能就传输到障碍物上，使其毁坏。它能够穿过云雾，又不怕反射，这使它比激光武器略胜一筹。人们估计，用它对付带有核弹的洲际导弹，是很有效的。但是，要制造粒子束武器，却是一项极其困难的任务。这里至少要“过五关”。第一是能源要强。根据计算，要把导弹弹体击穿，需要粒子束武器的能源产生能量3千万焦耳、脉冲宽度百万分之一秒的脉冲电流。这个功率是非常大的，它相当于15000个发电量为200万千瓦的发电站的总功率。目前，能够产生这样大功率的只有核爆炸。第二是加速器要好。目前的加速器要得到高能量，流强就要变弱；要得到高流强，能量就要减小。总之不能兼顾。粒子束武器要求加速器能量高，流强大，这就很难研制出来。第三是粒子束的瞄准跟踪。导弹在千里之外，张角极小，运动又快，粒子束是一细束，要打中目标，需要有精度极高的指挥控制系统。第四是传输问题。粒子束在空气中传输时能够形成一条高温电离空气“通道”，从而减弱带电粒子的能量损失。但在外层空间，由于地磁场的影响，将使粒子束剧烈偏转；由于自身电荷的排斥力，粒子束发散很厉害。有人提出用中性粒子束作武器，因为中性粒子不带电，所以不存在因电荷排斥产生的发散问题，也不会受到地磁场的影响。但中性粒子在加速器中无法加速，这里还需要做许多工作。第五是要搞清楚粒子束是怎样破坏目标的。要搞清破坏机理，分析影响破坏效果的因素，提出粒子束武器的技术指标。正因为技术上难度太大，美国才中断了“跷跷板计划”。到了1978年，形势发生了变化。来自苏联的越来越多的情报证明，苏联确实正在执行一个庞大的发展粒子束武器的计划。估计它已耗资30亿美元，有大约2000名第一流学者的350个实验室正在进行与此有关的研究。看来，美国显然落后了！面临如此尖锐的挑战，美国的态度由怀疑观望变为急起直追。1978年底，国防部成立定向能束技术局，将三军的研究力量集中起来，制订了五年计划。主管这个局的国防部次长帮办戴维斯博士充满信心地说：“粒子束技术是第二次世界大战以来武器的一项根本变革。它会导致一场轰动，也会使美国战略发生根本变化。”电磁炮自古以来，战场上总是炮火轰鸣，硝烟弥漫。作为火器的枪和炮，其发射动力都是火药，因而，在发射过程中，不可避免地要有火药的燃烧和爆炸。而电磁炮则不同，它依靠电磁力把弹丸发射出去。你只听到弹丸发射和飞行的啸鸣声，战场上很干净。战士们发射电磁炮，简直像坐在试验室里操作仪器……1937年的一天，美国普林斯顿大学教授诺思厄普在试验室中布置了一个实验。他用两根铜棒在桌上作成道轨的模样，然后将电源的正负两极和道轨连接起来。他把一切布置停当，就拿起一块铁块，向“道轨”上放去。怪事出现了：铁块刚接触道轨，立刻受到一种神秘的推力，沿着道轨飞跑起来，越“跑”越快，最后顺着道轨另一端飞射出去。靠窗放着的一个大玻璃瓶，被铁块砸得碎片四迸……几天以后，诺思厄普在实验室接见了军方代表。他们很感兴趣地了解了实验装置的情况。临了，军方代表说：“我们准备赞助这项研究。希望你能用这个原理制成一种新式武器。可是，叫什么名字呢？”诺思厄普思索了一下，说：“它是借电磁力工作的，就叫电磁炮吧！”电磁炮的原理并不复杂。中学生都学过，电流可以产生磁场，当“道轨”上放上铁块，实际上便形成了一个闭合回路。铁块在这个磁场中受到磁场力的作用，根据左手定则，这力的方向正是沿着道轨方向的。这里，要使铁块变成摧毁目标的武器，必须使它的速度足够快。而要获得高速度，必须有强大的电流。遗憾的是，在30年代没有能产生大电流的电波，尽管诺思厄普绞尽脑汁，法国、德国和日本等国也先后研制过电磁炮，但都没有成功。70年代以后，所谓“单极发电机”出现了，电磁炮的研究这才有了大突破。电磁炮需要有大电流直流脉冲电源，电流应该有数万到数10万安培，普通发电机是无法胜任的。“单极发电机”是澳大利亚国立大学发明的，它是利用浸泡在液氮中的超导体线圈借超导现象产生高强励磁磁砀，利用厚的铜圆盘作转子，在磁场中迅速旋转产生电流。输出电流利用液体金属钠作为触点，从圆盘的中心和圆周引出。这种发电机的输出电流可达数10万安培以上，利用高速的机械或电磁制动，使转子在1/10秒或更短的时间刹车，可以产生极强的直流脉冲电流。如果用电感耦合方式将这种大电流脉冲耦合到铜“导轨”上，将使滑块受到强大电磁力而迅速飞出。为使滑块在“导轨”末段再得到加速，外面又设计了一种超导线圈，以造成末端再加速磁场。整个过程用每秒运算500万次的大容量电子计算机控制协调。这就构成了一个完整的电磁炮。电磁炮的原理性试验已经成功。美国利弗莫尔研究所1975年在电磁炮的“道轨”上发射了重 1/3公斤的穿甲弹，速度每秒3公里，其动能超过最先进火炮的4倍。不久，速度提高到每秒5公里。据报道，用电磁炮发射的只有几克重的小弹丸因速度极大，竟一下子穿透了挺厚的钢板！电磁炮的优点很多。它只发射弹丸，省去了炮弹壳和火药，减少了成本和污染。它不需要坚固的炮管和复杂的发火机构，并且绝无“膛炸”的危险。通过改变电流可以非常方便地调节“炮弹”的速度，使准确性大大提高。更重要的是，电磁炮的弹丸可以达到宇宙速度。有人计算，其速度可以达到每秒20公里以上。也就是说，电磁炮发射的弹丸可飞出地球，打击卫星或其他宇宙目标。从经济上看，因为发电可利用廉价柴油，获每兆焦耳能量只需0.1美元，而使用火药产生同样能量却需10美元。电磁炮可以安装在坦克、飞机上，或像普通火炮一样放在地面上，也可以安装在卫星或空间渡船上。当然，在Nod把它用于武器平台之前，激光的出现已经有一段时间了，但是在之前，它们由于包括体积、重量、冷却、能量需求、以及战场耐用性等大量问题的存在而不适于用作为武器。因为这些因素，激光仅作为次要角色发挥作用——比如做成用于拦截远程导弹的固定炮台——直到一个不出名的泰国工程师开发出了一种新的、耐用的、反射和折射系统，这革命性地给激光设备的建造和使用开创了新道路。在对日本科学家创造的持久磁性陶瓷深入研究的基础上，这个工程师成功创造了人工陶瓷晶体，在这种晶体内部反射和折射光线的能量损失仅与加工最精细的玻璃反射镜相当。这个发现的有效性被世界上的大多数人被错过了——玻璃镜仍然更加便宜且容易制造，另外多数军方很久以前就简单地因其不可行而放弃了激光武器。许多美国军火商在尝试使导弹和弹道武器更加完善，而其基础研究则已经用粒子武器完成了。然而，为泰国工程师提供走私材料用于那些怪诞实验的Nod成员发现陶瓷晶体可能有助于Nod未来扩张基层组织、并公开对抗发达国家。这种观点被证明是对的，Nod工程师很快开发出了一台新的激光防御武器。其原型建筑最初有10层楼高，并且需要一个拥有冷却装置和供能系统的巨大地基。其中一个Nod建造者在看到它将一个模拟目标坦克变成蒸汽时，感叹地说“看啊，它带来了凯恩之光”。被赋予这个评论的建筑从来没有单独使用过——只是作为Nod一个更大型装置的一部分——专门的地下能源供给和冷却管道系统被开发出来了，这使这个塔能够吸收能量并将多余热量送到附近的Nod发电站中。最终的建筑，除去内部的冷却系统和能量供应，看起来像埃及式的大型方尖石碑。因此，“光明石碑”这个名字产生了。在第一次Nod和GDI的冲突期间，光明石碑的形式没有什么变化，因为GDI的坦克指挥官根本没法找出它可利用的弱点。虽然在一个现有基地里，光明石碑比较便宜且容易建造，但它在战斗状态下仍然格外的耐用。然而，当凯恩重新露面、第二次战争开始时，GDI的装甲部队和武器装备（还没说数量）被改进到了一个使得光明石碑不能那么有效地防御基地的程度。一个只能算是比较成功的解决方案，通过将其内部的能量供应及冷却系统与外部连接起来，以增加射程和能量。从而得到一个拥有更大的地基的建筑和最初的原型十分相似。由于建筑风格的原因，建筑的地基区域形状一只巨大的蝎子——当然，这不会增加武器的威力。更有趣的是，虽然没那么有效、有用，一种小型的激光炮塔最终被开发了出来，它很好地弥补了光明石碑最大的弱点：对步兵。这些小型炮塔使用了和原版光明石碑一样的能量及冷却管道系统，但是它们安装在一个稳固的、可以旋转的平台上，并使用了标准的激光炮。最终，激光炮塔被证明为对付GDI步兵和轻装甲的有效防御武器。
发一篇给你，结合你自己的实际情况适当加工一下即可。光通信从一开始就是为传送基于电路交换的信息的，所以客户信号一般是TDM的连续码流，如PDH、SDH等。随着计算机网络，特别是互联网的发展，数据信息的传送量越来越大，客户信号中基于分组交换的分组信号的比例逐步增加。分组信号与连续码流的特点完全不同，它具有随机性、突发性，因此如何传送这一类信号，就成为光通信技术要解决的重点。 另外，传送数据信号的光收发模块及设备系统与传统的传送连续码流的光收发模块及设备系统是有很大区别的。在接入网中，所实现的系统即为ATM-PON、EPON或GPON等。在核心网，实现IP等数据信号在光层（包括在波分复用系统）的直接承载，就是大家熟知的IP over Optical的技术。 由于SDH系统的良好特性及已有的大量资源，可充分利用原有的SDH系统来传送数据信号。起初只考虑了对ATM的承载，后来，通过SDH网络承载的数据信号的类型越来越多，例如FR、ATM、IP、10M-baseT、FE、GE、10GE、DDN、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等。 于是，人们提出了许多将IP等信号送进SDH虚容器VC的方法，起初是先将IP或Ethernet装进ATM，然后再映射进SDH传输，即IP/Ethernet over ATM，再over SDH。后来，又把中间过程省去，直接将IP或Ethernet送到SDH，如PPP、LAPS、SDL、GFP等，即IP over SDH、POS或EOS。 不断增加的信道容量 光通信系统能从PDH发展到SDH，从155Mb/s发展到10Gb/s，近来，40GB/s已实现商品化。同时，还正在探讨更大容量的系统，如160Gb/s（单波道）系统已在实验室研制开发成功，正在考虑为其制定标准。此外，利用波分复用等信道复用技术，还可以将系统容量进一步提高。目前32×10Gb/s（即320Gb/s）的DWDM系统已普遍应用，160×10Gb/s（即1.6Tb/s）的系统也投入了商用，实验室中超过10Tb/s的系统已在多家公司开发出来。光时分复用OTDM、孤子技术等已有很大进展。毫无疑问，这些对于骨干网的传输是非常有利的。 信号超长距离的传输 从宏观来说，对光纤传输的要求当然是传输距离越远越好，所有研究光纤通信技术的机构，都在这方面下了很大工夫。特别是在光纤放大器出现以后，这方面的记录接连不断。不仅每个跨距的长度不断增加，例如，由当初的20km、40km，最多为80km，增加到120km、160km。而且，总的无再生中继距离也在不断增加，如从600km左右增加到3000km、4000km。 从技术的角度看，光纤放大器其在拉曼光纤放大器的出现，为增大无再生中继距离创造了条件。同时，采用有利于长距离传送的线路编码，如RZ或CS-RZ码；采用FEC、EFEC或SFEC等技术提高接收灵敏度；用色散补偿和PMD补偿技术解决光通道代价和选用合适的光纤及光器件等措施，已经可以实现超过STM-64或基于10Gb/s的DWDM系统，4000km无电再生中继器的超长距离传输。 光传输与交换技术的融合 随着对光通信的需求由骨干网逐步向城域网转移，光传输逐渐靠近业务节点。在应用中人们觉得光通信仅仅作为一种传输手段尚未能完全适应城域网的需要。作为业务节点，比较靠近用户，特别对于数据业务的用户，希望光通信既能提供传输功能，又能提供多种业务的接入功能。这样的光通信技术实际上可以看作是传输与交换的融合。目前已广泛使用的基于SDH的多业务传送平台MSTP，就是一个典型的实例。 基于SDH的MSTP是指在SDH的平台上，同时实现TDM、ATM、以太网等业务的接入处理和传送，提供统一网管的多业务节点设备。实际上，有些MSTP设备除了提供上述业务外，还可以提供FR、FDDI、Fiber Channel、FICON、ESCON等众多类型的业务。 除了基于SDH的MSTP之外，还可以有基于WDM的MSTP。实际上是将WDM的每个波道分别用作各个业务的通道，即可以用透传的方式，也可以支持各种业务的接入处理，如在FE、GE等端口中嵌入以太网2层甚至3层交换功能等，使WDM系统不仅仅具有传送能力，而且具有业务提供能力。 进一步在光层网络中，将传输与交换功能相结合的结果，则导出了自动交换光网络ASON的概念。ASON除了原有的光传送平面和管理平面之外，还增加了控制平面，除了能实现原来光传送网的固定型连接（硬连接）外，在信令的控制下，还可以实现交换的连接（软连接）和混合连接。即除了传送功能外，还有交换功能。 互联网发展需求与下一代全光网络发展趋势 近年来，随着互联网的迅猛发展，IP业务呈现爆炸式增长。预测表明，IP将承载包括语音、图像、数据等在内的多种业务，构成未来信息网络的基础；同时以WDM为核心、以智能化光网络（ION）为目标的光传送网进一步将控制信令引入光层，满足未来网络对多粒度信息交换的需求，提高资源利用率和组网应用的灵活性。因此如何构建能够有效支持IP业务的下一代光网络已成为人们广泛关注的热点之一。 对承载业务的光网络而言，下一步面临的主要问题不仅仅是要求超大容量和宽带接入等明显需求，还需要光层能够提供更高的智能性和在光节点上实现光交换，其目的是通过光层和IP层的适配与融合，建立一个经济高效、灵活扩展和支持业务QoS等的光网络，满足IP业务对信息传输与交换系统的要求。 智能化光网络吸取了IP网的智能化特点，在现有的光传送网上增加了一层控制平面，这层控制平面不仅用来为用户建立连接、提供服务和对底层网络进行控制，而且具有高可靠性、可扩展性和高有效性等突出特点，并支持不同的技术方案和不同的业务需求，代表了下一代光网络建设的发展方向。 研究表明，随着IP业务的爆发性增长，电信业和IT业正处于融合与冲突的“洗牌”阶段，新技术呼之欲出。尤其是随着软件控制（“软光”技术）的使用，使得今天的光网络将逐步演进为智能化的光网络，它允许运营者更加有效地自动配置业务和管理业务量，同时还将提供良好的恢复机制，以支持带有不同QoS需求的业务，从而使运营者可以建设并灵活管理的光网络，并开展一些新的应用，包括带宽租赁、波长业务、光层组网、光虚拟专用网（OVPN）等新业务。 综上所述，以高速光传输技术、宽带光接入技术、节点光交换技术、智能光联网技术为核心，并面向IP互联网应用的光波技术已构成了今天的光纤通信研究热点，在未来的一段时间里，人们将继续研究和建设各种先进的光网络，并在验证有关新概念和新方案的同时，对下一代光传送网的关键技术进行更全面、更深入地研究。 从技术发展趋势角度来看，WDM技术将朝着更多的信道数、更高的信道速率和更密的信道间隔的方向发展。从应用角度看，光网络则朝着面向IP互联网、能融入更多业务、能进行灵活的资源配置和生存性更强的方向发展，尤其是为了与近期需求相适应，光通信技术在基本实现了超高速、长距离、大容量的传送功能的基础上，将朝着智能化的传送功能发展。
光纤通信技术的发展趋势[摘要]对光纤通信技术领域的主要发展热点作一简述与展望,主要有超高速传输系统,超大容量波分复用系统,光联网技术,新一代的光纤,IP over SDH与IP overOptical以及光接入网.关键词:光纤 超高速传输 超大容量波分复用 光联网光纤通信的诞生与发展是电信史上的一次重要革命.近几年来,随着技术的进步,电信管理体制的改革以及电信市场的逐步全面开放,光纤通信的发展又一次呈现了蓬勃发展的新局面,本文旨在对光纤通信领域的主要发展热点作一简述与展望.1 向超高速系统的发展从过去2O多年的电信发展史看,网络容量的需求和传输速率的提高一直是一对主要矛盾.传统光纤通信的发展始终按照电的时分复用(TDM)方式进行,每当传输速率提高4倍,传输每比特的成本大约下降30%～40%;因而高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长,这就是为什么光纤通信系统的传输速率在过去20多年来一直在持续增加的根本原因.目前商用系统已从45Mbps增加到10Gbps,其速率在20年时间里增加了20O0倍,比同期微电子技术的集成度增加速度还快得多.高速系统的出现不仅增加了业务传输容量,而且也为各种各样的新业务,特别是宽带业务和多媒体提供了实现的可能.目前10Gbps系统已开始大批量装备网络,全世界安装的终端和中继器已超过5000个,主要在北美,在欧洲,日本和澳大利亚也已开始大量应用.我国也将在近期开始现场试验.需要注意的是,10Gbps系统对于光缆极化模色散比较敏感,而已经敷设的光缆并不一定都能满足开通和使用10Gbps系统的要求,需要实际测试,验证合格后才能安装开通.在理论上,上述基于时分复用的高速系统的速率还有望进一步提高,例如在实验室传输速率已能达到4OGbps,采用色度色散和极化模色散补偿以及伪三进制(即双二进制)编码后已能传输100km.然而,采用电的时分复用来提高传输容量的作法已经接近硅和镓砷技术的极限,没有太多潜力可挖了,此外,电的40Gbps系统在性能价格比及在实用中是否能成功还是个未知因素,因而更现实的出路是转向光的复用方式.光复用方式有很多种,但目前只有波分复用(WDM)方式进入大规模商用阶段,而其它方式尚处于试验研究阶段.2 向超大容量WDM系统的演进光纤接入|光纤传输如前所述,采用电的时分复用系统的扩容潜力已尽,然而光纤的200nm可用带宽资源仅仅利用了不到1%,99%的资源尚待发掘.如果将多个发送波长适当错开的光源信号同时在一极光纤上传送,则可大大增加光纤的信息传输容量,这就是波分复用(WDM)的基本思路.采用波分复用系统的主要好处是:(1)可以充分利用光纤的巨大带宽资源,使容量可以迅速扩大几倍至上百倍;(2)在大容量长途传输时可以节约大量光纤和再生器,从而大大降低了传输成本;(3)与信号速率及电调制方式无关,是引入宽带新业务的方便手段;(4)利用WDM网络实现网络交换和恢复可望实现未来透明的,具有高度生存性的光联网.鉴于上述应用的巨大好处及近几年来技术上的重大突破和市场的驱动,波分复用系统发展十分迅速.如果认为1995年是起飞年的话,其全球销售额仅仅为1亿美元,而2000年预计可超过40亿美元,2005年可达120亿美元,发展趋势之快令人惊讶.目前全球实际敷设的WDM系统已超过3000个,而实用化系统的最大容量已达320Gbps(2*16*10Gbps),美国朗讯公司已宣布将推出80个波长的WDM系统,其总容量可达200Gbps(80*2.5Gbps)或400Gbps(40*10Gbps).实验室的最高水平则已达到2.6Tbps(13*20Gbps).预计不久实用化系统的容量即可达到1Tbps的水平.可以认为近2年来超大容量密集波分复用系统的发展是光纤通信发展史上的又一里程碑.不仅彻底开发了无穷无尽的光传输键路的容量,而且也成为IP业务爆炸式发展的催化剂和下一代光传送网灵活光节点的基础.3 实现光联网——战略大方向上述实用化的波分复用系统技术尽管具有巨大的传输容量,但基本上是以点到点通信为基础的系统,其灵活性和可靠性还不够理想.如果在光路上也能实现类似SDH在电路上的分插功能和交叉连接功能的话,无疑将增加新一层的威力.根据这一基本思路,光的分插复用器(OADM)和光的交叉连接设备(OXC)均已在实验室研制成功,前者已投入商用.实现光联网的基本目的是:(1)实现超大容量光网络;(2)实现网络扩展性,允许网络的节点数和业务量的不断增长;(3)实现网络可重构性,达到灵活重组网络的目的;(4)实现网络的透明性,允许互连任何系统和不同制式的信号;(5)实现快速网络恢复,恢复时间可达100ms.鉴于光联网具有上述潜在的巨大优势,发达国家投入了大量的人力,物力和财力进行预研,特别是美国国防部预研局(DARPA)资助了一系列光联网项目,如以Be11core为主开发的"光网技术合作计划(ONTC)",以朗讯公司为主开发的"全光通信网"预研计划","多波长光网络(MONET)"和"国家透明光网络(NTON)"等.在欧洲和日本,也分别有类似的光联网项目在进行.光纤接入|光纤传输综上所述光联网已经成为继SDH电联网以后的又一新的光通信发展高潮.其标准化工作将于2000年基本完成,其设备的商用化时间也大约在2000年左右.建设一个最大透明的.高度灵活的和超大容量的国家骨干光网络不仅可以为未来的国家信息基础设施(NII) 奠定一个坚实的物理基础,而且也对我国下一世纪的信息产业和国民经济的腾飞以及国家的安全有极其重要的战略意义.4 新一代的光纤近几年来随着IP业务量的爆炸式增长,电信网正开始向下一代可持续发展的方向发展,而构筑具有巨大传输容量的光纤基础设施是下一代网络的物理基础.传统的G.652单模光纤在适应上述超高速长距离传送网络的发展需要方面已暴露出力不从心的态势,开发新型光纤已成为开发下一代网络基础设施的重要组成部分.目前,为了适应干线网和城域网的不同发展需要,已出现了两种不同的新型光纤,即非零色散光纤(G.655光纤)和无水吸收峰光纤(全波光纤).4.1 新一代的非零色散光纤 非零色散光纤(G.655光纤)的基本设计思想是在1550窗口工作波长区具有合理的较低色散,足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿,从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本;同时,其色散值又保持非零特性,具有一起码的最小数值(如2ps/(nm.km)以上),足以压制四波混合和交叉相位调制等非线性影响,适宜开通具有足够多波长的DWDM系统,同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要.为了达到上述目的,可以将零色散点移向短波长侧(通常1510～1520nm范围)或长波长侧(157nm附近),使之在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色散值以满足上述要求.典型G.655光纤在1550nm波长区的色散值为G.652光纤的1/6～1/7,因此色散补偿距离也大致为G.652光纤的6～7倍,色散补偿成本(包括光放大器,色散补偿器和安装调试)远低于G.652光纤.4.2 全波光纤 与长途网相比,城域网面临更加复杂多变的业务环境,要直接支持大用户,因而需要频繁的业务量疏导和带宽管理能力.但其传输距离却很短,通常只有50～80km,因而很少应用光纤放大器,光纤色散也不是问题.显然,在这样的应用环境下,怎样才能最经济有效地使业务量上下光纤成为网络设计至关重要的因素.采用具有数百个复用波长的高密集波分复用技术将是一项很有前途的解决方案.此时,可以将各种不同速率的业务量分配给不同的波长,在光路上进行业务量的选路和分插.在这类应用中,开发具有尽可能宽的可用波段的光纤成为关键.目前影响可用波段的主要因素是1385nm附近的水吸收峰,因而若能设法消除这一水峰,则光纤的可用频谱可望大大扩展.全波光纤就是在这种形势下诞生的.全波光纤采用了一种全新的生产工艺,几乎可以完全消除由水峰引起的衰减.除了没有水峰以外,全波光纤与普通的标准G.652匹配包层光纤一样.然而,由于没有了水峰,光纤可以开放第5个低损窗口,从而带来一系列好处:(1)可用波长范围增加100nm,使光纤的全部可用波长范围从大约200nm增加到300nm,可复用的波长数大大增加;(2)由于上述波长范围内,光纤的色散仅为155Onm波长区的一半,因而,容易实现高比特率长距离传输;(3)可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输,改进网络管理;(4)当可用波长范围大大扩展后,允许使用波长间隔较宽,波长精度和稳定度要求较低的光源,合波器,分波器和其它元件,使元器件特别是无源器件的成本大幅度下降,这就降低了整个系统的成本.5 IP over SDH与IP over Optical以IP业务为主的数据业务是当前世界信息业发展的主要推动力,因而能否有效地支持IP业务已成为新技术能否有长远技术寿命的标志.目前,ATM和SDH均能支持IP,分别称为IP over ATM和IP over SDH两者各有千秋.IP over ATM利用ATM的速度快,颗粒细,多业务支持能力的优点以及IP的简单,灵活,易扩充和统一性的特点,可以达到优势互补的目的,不足之处是网络体系结构复杂,传输效率低,开销损失大(达25%～30%).而SDH与IP的结合恰好能弥补上述IP overATM的弱点.其基本思路是将IP数据包通过点到点协议(PPP)直接映射到SDH帧,省掉了中间复杂的ATM层.具体作法是先把IP数据包封装进PPP分组,然后利用HDLC组帧,再将字节同步映射进SDH的VC包封中,最后再加上相应SDH开销置入STM-N帧中即可.IP over SDH在本质上保留了因特网作为IP网的无连接特征,形成统一的平面网,简化了网络体系结构,提高了传输效率,降低了成本,易于IP组插和兼容的不同技术体系实现网间互联.最主要优点是可以省掉ATM方式所不可缺少的信头开销和IP overATM封装和分段组装功能,使通透量增加25%～30%,这对于成本很高的广域网而言是十分珍贵的.缺点是网络容量和拥塞控制能力差,大规模网络路由表太复杂,只有业务分级,尚无优先级业务质量,对高质量业务难以确保质量,尚不适于多业务平台,是以运载IP业务为主的网络理想方案.随着千兆比高速路由器的商用化,其发展势头很强.采用这种技术的关键是千兆比高速路由器,这方面近来已有突破性进展,如美国Cisco公司推出的12000系列千兆比特交换路由器(GSR),可在千兆比特速率上实现因特网业务选路,并具有5～60Gbps的多带宽交换能力,提供灵活的拥塞管理,组播和QOS功能,其骨干网速率可以高达2.5Gbps,将来能升级至10Gbps.这类新型高速路由器的端口密度和端口费用已可与ATM相比,转发分组延时也已降至几十微秒量级,不再是问题.总之,随着千兆比特高速路由器的成熟和IP业务的大发展,IP overSDH将会得到越来越广泛的应用.光纤接入|光纤传输但从长远看,当IP业务量逐渐增加,需要高于2.4Gbps的链路容量时,则有可能最终会省掉中间的SDH层,IP直接在光路上跑,形成十分简单统一的IP网结构(IP overOptical).显然,这是一种最简单直接的体系结构,省掉了中间ATM层与SDH层,减化了层次,减少了网络设备;减少了功能重叠,简化了设备,减轻了网管复杂性,特别是网络配置的复杂性;额外的开销最低,传输效率最高;通过业务量工程设计,可以与IP的不对称业务量特性相匹配;还可利用光纤环路的保护光纤吸收突发业务,尽量避免缓存,减少延时;由于省掉了昂贵的ATM交换机和大量普通SDH复用设备,简化了网管,又采用了波分复用技术,其总成本可望比传统电路交换网降低一至二个量级!综上所述,现实世界是多样性的,网络解决方案也不会是单一的,具体技术的选用还与具体电信运营者的背景有关.三种IP传送技术都将在电信网发展的不同时期和网络的不同部分发挥自己应有的历史作用.但从面向未来的视角看,IP over Optical将是最具长远生命力的技术.特别是随着IP业务逐渐成为网络的主导业务后,这种对IP业务最理想的传送技术将会成为未来网络特别是骨干网的主导传送技术.在相当长的时期,IP over ATM,IP overSDH和IP over Optical将会共存互补,各有其最佳应用场合和领域.6 解决全网瓶颈的手段——光接入网过去几年间,网络的核心部分发生了翻天覆地的变化,无论是交换,还是传输都已更新了好几代.不久,网络的这一部分将成为全数字化的,软件主宰和控制的,高度集成和智能化的网络.而另一方面,现存的接入网仍然是被双绞线铜线主宰的(90%以上),原始落后的模拟系统.两者在技术上的巨大反差说明接入网已确实成为制约全网进一步发展的瓶颈.目前尽管出现了一系列解决这一瓶颈问题的技术手段,如双绞线上的xDSL系统,同轴电缆上的HFC系统,宽带无线接入系统,但都只能算是一些过渡性解决方案,唯一能够根本上彻底解决这一瓶颈问题的长远技术手段是光接入网.接入网中采用光接入网的主要目的是:减少维护管理费用和故障率;开发新设备,增加新收入;配合本地网络结构的调整,减少节点,扩大覆盖;充分利用光纤化所带来的一系列好处;建设透明光网络,迎接多媒体时代. 所谓光接入网从广义上可以包括光数字环路载波系统(ODLC)和无源光网络(PON)两类.数字环路载波系统DLC不是一种新技术,但结合了开放接口VS.1/V5.2,并在光纤上传输综合的DLC(IDLC),显示了很大的生命力,以美国为例,目前的1.3亿用户线中,DLC/IDLC已占据3600万线,其中IDLC占2700万线.特别是新增用户线中50%为IDLC,每年约500万线.至于无源光网络技术主要是在德国和日本受到重视.德国在1996年底前共敷设了约230万线光接入网系统,其中PON约占100万线.日本更是把PON作为其网络光纤化的主要技术,坚持不懈攻关十多年,采取一系列技术和工艺措施,将无源光网络成本降至与铜缆绞线成本相当的水平,并已在1998年全面启动光接入网建设,将于2010年达到6000万线,基本普及光纤通信网,以此作为振兴21世纪经济的对策.近来又计划再争取提前到2005年实现光纤通信网.光纤接入|光纤传输在无源光网络的发展进程中,近来又出现了一种以ATM为基础的宽带无源光网络(APON),这种技术将ATM和PON的优势相互结合,传输速率可达622/155Mbps,可以提供一个经济高效的多媒体业务传送平台并有效地利用网络资源,代表了多媒体时代接入网发展的一个重要战略方向.目前国际电联已经基本完成了标准化工作,预计1999年就会有商用设备问世.可以相信,在未来的无源光网络技术中,APON将会占据越来越大的份额,成为面向21世纪的宽带投入技术的主要发展方向.7 结束语从上述涉及光纤通信的几个方面的发展现状与趋势来看,完全有理由认为光纤通信进入了又一次蓬勃发展的新高潮.而这一次发展高潮涉及的范围更广,技术更新更难,影响力和影响面也更宽,势必对整个电信网和信息业产生更加深远的影响.它的演变和发展结果将在很大程度上决定电信网和信息业的未来大格局,也将对下一世纪的社会经济发展产生巨大影响.
你问你是现代战争吗？比如说上次的朝鲜试验核武器，韩国的阿里郎卫星就成功的监视到了现场。而之前阿里郎间谍飞行一直没有拍到，就是因为该地区的云雾太多，影响到了卫星的性能。还有就是，现代一些精密武器，比如导弹，如果遇到沙尘暴，大风大雨，就有可能使他的飞行轨迹发生偏离。还有一些枪，进了水就打不响了，这也是为什么越南战争中美国大兵喜欢用缴获的AK47的原因了，因为自己的枪太娇贵了，水一泡，再弄点泥进来，就开不了。重要是着三方面，对武器的影响。
当年不是诸葛亮草船借箭，历史上的确有草船借箭但是那是周瑜干的。 气象武器 自古以来，军人们就幻想有朝一日能够操纵天气，对付敌人。诸葛亮借东风火烧曹营就是利用气象条件的一个故事。随着科学技术的发展，这种“呼风唤雨”的气象武器有时也被采用。人造暴雨用人工增雨的方法可以形成大雨、暴雨，甚至大暴雨，造成洪水泛滥，伤人毁物。在越南战争中，美国为了阻断越南北方部队的装备运输，曾于1967～1972年，在越南、老挝、柬埔寨的毗邻地区秘密用飞机进行人工增雨，大约进行了2600架次的飞行，撒布了47409个碘化铅和碘化银装置，耗资16O万美元。其结果是造成局部地区洪水泛滥，使连接越南北方和南方的“胡志明小道”泥泞难行。人工干旱人工增雨相应地也会影响周围地区雨量的减少。这种“时空延伸效应”启发美国国防部萌生了制造“干旱武器”的念头。据悉，美国中央情报局和五角大楼曾于 197O年对古巴的“上游”云层进行过播撒碘化银作业，造成了古巴反常的干旱天气。人工造雾第二次世界大战期间，美国曾在意大利的伏尔特河岸人工制造了5公里长、1.6公里高的雾层，使自己的军队在雾层的掩护下顺利地完成了渡河任务。人工消雾20世纪4O年代，英国就设计了一种被称为“斐多”的加热消雾装置，曾保障2500架次的飞机在大雾中安全着陆。控制闪电美国曾制定一个“天火”计划，企图通过对积雨云播撒碘化银或金属丝偶极子的方法，抑制闪电的形成，据说此项计划已获得令人满意的结果。同时，还进行了减少云层间放电，增大云地之间放电频率的研究。如果此研究获得成功，就可以人为地制造火灾。引导飓风狂风恶浪对军队行动影响极大。元朝忽必烈两次进攻日本，都因遭受大风的袭击而惨败。如果通过人工引导飓风或台风。使之按照需要改变路径。移向敌方，将给敌方造成难以抗衡的破坏。美国国防部和商业部曾共同制定了一个“狂飙”计划，研究引导台风问题。
伊拉克战争观察：高温天气对交战双方有何影响？-------------------------------------------------------------------------------- 2003年4月2日 15:21 新华网主持人：新华网记者包尔文问：几天前，强烈的沙尘暴天气迟滞了美英军队对伊拉克的攻势。这几天，伊拉克境内的温度又明显升高，据报道，本周最高温度可能会达到摄氏39度。此后，气温还将进一步升高。那么，炎热的天气会对美英军队和伊拉克军队产生什么影响？答:进入4月后，伊拉克境内，特别是沙漠地区的气温很快升高。炎热的天气无疑会对交战中的美英军队和伊拉克军队产生较大影响，主要表现在以下几个方面：一、双方军队作战多日，本已十分疲劳，高温天气将进一步消耗他们的体能，削弱他们的战斗力。二、高温天气将使坦克或战车内部的温度比外部更高，使里面的战斗人员更加难以忍耐。三、如果士兵在作战时还穿着臃肿的生化武器防护服，那么他们在运动，特别是奔跑时会呼吸困难，消耗大量的体能，甚至会产生轻微窒息。四、高温天气也会妨碍一些高科技武器效能的正常发挥。五、高温天气将大大增加作战双方后勤补给的压力，特别是要源源不断地向前线士兵提供饮用水。总的来说，高温天气对美英军队的影响要大于对伊拉克军队的影响，因为伊拉克军队是在本土作战，对高温天气有很强的适应性，而美英军队则较难适应。但是，天气因素不会对双方的战斗力产生根本的影响。(新华网北京4月2日电)
军事气象学——气象与作战的结合
军事气象学是研究气象条件对军队行动、武器的使用和技术装备的影响以及研究对军队行动实施气象保障的一门学科。它是气象学应用于军事领域的一个分支。
军事气象学是根据战争的需要，在军事学、气象学和其他科学技术的基础上逐步形成和发展起来的。气象条件对军队行动的影响，既有不利的一面，又有有利的一面。即使是同一种气象条件，也常常因人们主观处置的不同而有不同的结果。
赤壁之战借助东南风用火攻在战争中，正确运用气象条件，趋利避害，历来被视为兵家不可缺少的一项指挥艺术，中国春秋末年的军事名著《孙子兵法》，把天气、气候条件同与战争胜负有关的其他因素，并列为道、天(指阴阳、寒暑、时制)、地、将、法，并指出“凡此五者，将莫不闻，知之者胜，不知者不胜”。
在古今中外战史上，巧用气象条件取胜的战例不胜枚举。如中国东汉建安十三年(公元208年)十月，孙权、刘备联军在赤壁之战中，借助东南风用火攻打败曹军；第二次世界大战期间，日本军队利用恶劣天气，对珍珠港一举偷袭成功。与此相反，因疏忽气象条件而失利的战例也是屡见不鲜的，1812年拿破仑率兵60万进攻俄国，因不适应当地的大陆性的寒冷气候，出现严重的非战斗减员，在俄军的反击下，最后只剩下2万余人。
在古代，作战样式和兵器都较简单，规模较小，气象条件对军队行动的影响更多地在于战术方面。随着战争规模的扩大，新技术、新兵器的出现以及与之相应的军事理论的发展，到了第二次世界大战以后，军事气象学在继续注意解决战术应用问题的同时，更多地开展了气象条件对军事技术、武器装备使用的影响等方面的研究工作，开始形成了自己的体系，获得了较大的发展。
基于气象条件对各军兵种和武器装备使用的影响不同，军事气象学的研究逐步扩大到海军、空军、炮兵、导弹、化学武器、生物武器和核武器等领域，并开展了军事气候和用于军事目的的人工影响天气方面的研究工作。
海军舰艇部队领域的军事气象源于航海气象，主要研究气象条件对舰艇航行、作战和训练的影响，舰艇防范或规避航危天气以及对舰艇部队实施气象保障的方法等。影响海军舰艇航行和作战的主要气象因素是风、海雾、风浪等。
气象因素对武器性能和部队战斗力的影响
我国古代有许多利用有利天时作战取得战场胜利的例子。唐宪宗元和十二年（公元817年）节度使李愬雪夜袭蔡州，生擒吴元济。《三国演义》中，官渡之战中的曹操就采用谋臣许攸的建议，利用十月“秋高气爽，物干风燥”的天气连夜奔袭袁绍军乌巢屯粮基地；夷陵之战中，陆逊又故伎重演，利用炎热干燥的伏旱天气火烧刘备七百里连营；即使是武将出身的关羽，也有利用十月份快行冷锋天气的“大霖雨、汉水溢的天时”，筑坝蓄水，水淹于禁七军的精彩战例。可见，天气对战争的影响，自古就受到重视。
第二次世界大战期间，敌对国家都互相采取气象情报管制措施，视气象情报为国家机密。二战初期地处西风带下风向的德国只能利用过去50年间的英吉利海峡天气图及潜艇发回的零碎天气资料，无法预测英伦三岛的天气变化，只好在挪威、冰岛、格陵兰岛、斯匹次卑尔根群岛、扬马延岛（北冰洋腹地）设置秘密气象站。1940年英国皇家海军陆战队突袭摧毁了这些气象情报站，迫使德国在北海建立临时拖网气象船队或空降气象情报人员到英国本土去收集气象情报，但这些零碎不准确的气象情报始终未能帮助希特勒实施“炸平伦敦”的罪恶计划，希特勒只好把失败的原因归罪于恶劣的天气。
一般来讲，参战时参谋部在制定战略、战役计划和临战时，都会充分注意和利用气象条件的。以1941年日本联合舰队偷袭珍珠港为例，足以说明气象情报的重要性，以及利用气象条件的正确与否本身就是一种战场指挥艺术。
现代战争多采用长途奔袭、大机群、大舰群作战，故要求及时准确地掌握战区及邻近地区的天气情报。现代战争又是各军兵种协同作战，因而气象保障要求多层次、全方位、综合化。现代战争节奏快，尤其重视初战，因此气象保障要快速、准确，以选择有利的开战时机。海湾战争期间，美军动用了全球气象自动化计算机网络系统，汇集遍布全球各地的气象资料，通过C3I计算机系统高速传输、处理、集成，最后成功选择了1月17日发动首次进攻的时机。毫无疑问，气象情报与保障将是未来战争决定胜负的关键因素之一。
（1）气温与战争气温高低对武器性能和人体机能影响很大。严寒条件下，飞机、坦克、车辆等起动困难；橡胶轮胎强度下降，各种橡胶密封垫圈变脆、易裂；各种电子元件和器件的灵敏度下降；化学毒剂挥发变慢，染毒浓度在一定时间内不易达到，但持续时间长等。酷寒条件下，人员易冻伤，负重增加，消耗体力大，若是冰天雪地，还会引起雪盲。上述均会导致部队战斗力的下降。最典型的战例是1941年冬，希特勒进攻莫斯科的“台风”计划因严寒而惨败。这一年莫斯科的冬天来得特别早，“好像上帝站在俄国人一边”，结果苏军大败德军，打破了德军“不可战胜”的神话，极大地鼓舞了苏军将士和人民的士气，为苏军的最后胜利奠定了基础。
气温过高则造成机动车散热困难，耗油增加，发动机功率下降甚至熄火；雷达、电子元件和橡胶部件加速老化；大炮的炮膛磨损增大、升温太快导致连续发射的弹数减少；战机因气温高、气压低导致发动机功率减少，起飞滑跑的距离就要增加。炎热的天气还使士兵容易疲劳、浑身泛力，易中暑，严重影响了部队的战斗力。以1990年的“海湾战争”例，该年8月，以美国为首的多国部队近10万人进驻沙特阿拉伯安营扎寨。然而，沙特阿拉伯属典型的热带沙漠气候，7月份平均气温为36℃，最高气温超过50℃，夜间气温也在30℃左右；晴天占90%以上，终日无云无雨、烈日当头，相对湿度在30%以下，有时相对湿度为零。干燥炎热的空气加快了人体中水分的蒸发，在灼热的沙面烘烤下，即使不动的士兵每天也要喝23升水。更可怕的是，士兵们还要穿长衣长裤防化服装，背睡袋和食品。因抵挡不住炎热而中暑的士兵为数不少，大大影响了部队战斗力。另外，高温使各种望远镜和坦克瞄准器看到的景物失真，射击的准确度下降。高温也迫使美军战车艾姆布拉斯坦克频繁加油和加水，美军后勤部门几乎是跟在进攻部队的后面进行供水和供油。虽然美军最终取胜，但炎热干燥的气候确实使美军的战斗力大打折扣。
（2）风与战争风与军事活动的关系极为密切。风使各种炮弹弹丸的飞行路径发生偏离，弹着点远离目标区。强逆风还会降低徒步行军和车辆行驶的速度，延长行军时间。大风容易使舰船偏离和迷失方向。在海战中，逆风容易使人眼睛疲劳、观察能力下降，降低舰上武器的威力，所以应争取占领上风海域。海上的狂风通常还和巨浪联系在一起，能掀翻舰船，摧毁港口及军用设施。航空母舰则相反，因为飞机的起飞和降落通常选择逆风，以便缩短滑跑距离。风还可以影响生化毒剂的浓度、染毒持续时间及传播的范围，最佳时机是顺风且比较稳定、风速不大的情况。
（3）云和雾与战争低云和雾对作战行动的重要影响主要表现在能见度下降，因而降低了观察射击的准确性，使飞机难以起飞和降落，给舰艇编队航行、各军兵种协同作战带来困难。在低温下形成的雾凇会影响有线通讯甚至使线路中断，车辆因大雾而无法行驶。在中低云飞行的飞机容易产生积冰和颠簸。雾和云还因为吸收各种电磁波而影响到导弹发射的准确度。海湾战争期间，美军“战斧”巡航导弹的命中率只有50%～60%，原因就是云雾天气的干扰。雾对生化核武器影响特别明显，会抑制其扩散速度和范围。云雾因能见度差而具有一定的隐蔽作用。1940年英法联军成功地从敦刻尔克撤退，就是利用大雾作掩护，使德国空军找不到轰炸目标。1942年5月美日在珊瑚海战役中，双方损失航母各2艘。但日本的“瑞鹤号”航母却因驶入多云的海区而安然无恙，而美军轰炸机却把大堡礁误认为是“瑞鹤号”航母而狂轰滥炸。二次大战期间，德军还利用人工造雾掩护鲁尔工业区等免遭空中轰炸。
敦刻尔克撤退利用了大雾作掩护（4）降雨和雷暴与战争降水和雷暴对军事行动的影响更加直接，危害更大。降水使能见度下降，观察射击困难；使道路泥泞，人员和车辆难以行进。降水使裸露的大炮、光学系统及其零部件、弹药等面临着锈蚀损坏、失效的可能。
暴雨和雷暴可能使雷达和架空线路的通讯中断，也会导致飞机结冰、颠簸、通讯中断甚至机毁人亡。
暴雨和大风往往是孪生兄弟，它同样也影响舰艇舱面人员的健康和战斗力。舰艇遇上台风降水则更是一件不幸的事情。
暴雨和连绵降雨还会引起江河泛滥、山洪爆发、冲毁交通线路和桥梁，甚至使部队无法前进。虽然降雨和雷暴对攻守双方都不利，但总的来讲对攻方的危害更大。例如1944年6月6日艾森豪威尔率领的盟军从诺曼底登陆成功后，就迅速在登陆岸滩建立了人工防波堤、人工港，以便运输弹药、燃料、食品和方便后续部队上岸，为此花费了近4000万英镑建立了2个中等规模的人工港口，可谓是“防患于未然”。可是天有不测风云，6月19日天气骤变，狂风暴雨席卷了英吉利海峡，盟军800多艘舰船被风暴吹走或受损搁浅于岸边，防波沙堤和4千米长的人工舟桥在风浪中消失，许多车辆、武器装备受损或被卷走。据称，这场80多小时的风暴比前2个星期德军阻击造成的损失还要大。
气象条件是确定作战时机的重要因素
根据天气变化选择作战时机是取得战场主动权的重要因素之一。刘伯承元帅在战争生涯中总结出利用“黑夜、风雪、下雨和大雾”等天气出奇制胜消灭敌人的经验。现代战争中多是采取多兵种、大兵团协同作战，对于初战时机的天气要求更为严格，要求气象情报更加及时和准确。
众所周知，1944年6月的诺曼底登陆战是世界战争史上规模最大的两栖登陆战，直接参加登陆作战的总兵力达280万人，参战的舰艇和运输船达6500余艘，作战飞机1100多架。诺曼底登陆的成功一举粉碎了纳粹德国的“大西洋堡垒”，加速了德国法西斯的灭亡，奠定了二战反法西斯全面胜利的基础。然而，作战时机的选择是实施登陆计划是否成功最关键的因素。战时参谋部的地理学家和气象专家为登陆时机的选择可谓费尽心机。
诺曼底登陆战——气象条件决定作战时机
诺曼底地处高纬度，6月份白昼时间长，一般4时天亮，6时日出。盟军既需要夜幕掩护部队悄悄航渡，又需要有天亮后的一段时间辨认滩头目标，实施准确的炮击和登陆艇冲岸运动。另外，诺曼底海区为半日潮，平均潮高5.4米，海滩坡度平缓。陆军希望最高潮时登陆，以缩短涉滩距离；海军则要求最低潮时登陆，以便舰艇在水下障碍物以外抢滩；空降兵最好是在满月时空降，以保证准确地降在指定区域。经过地理学家们的综合推算，能满足三军要求的日子只有6月5～7日这3天。艾森豪威尔与蒙哥马利、泰勒等最后确定6月5日登陆，第一梯队上陆时间为6时30分~7时45分。
真是天有不测风云，自6月1日盟军进入登陆上船地域起，英吉利海峡出现了20年来从未有过的狂风恶浪，根据气象后勤部门的预测，原定登陆的6月5日，天气也极为恶劣。6月4日上午，盟军被迫将登陆日期推后1天。艾森豪威尔恳切请求专家们再度分析天气形势，看看还有没有一线机会，否则，盟军登陆部队难免因暴露而遭到打击。斯塔格等专家根据高、低空等压线图，经过分析认为5日早晨大西洋上空已出现一个不断加强的低压槽。由于冷锋的影响，在冷锋过后低压槽到来之前，会有24小时适合横渡英吉利海峡的天气。艾森豪威尔当机立断，下达了6日清晨实施登陆作战的命令。1944年6月6日清晨，英吉利海峡果然风势渐缓。5时50分，万炮齐吼，诺曼底海滩弹落如雨。6时30分，第一批登陆兵在隆隆的炮声中奋勇冲向岸滩……一场人类史上最伟大的登陆战役终于拉开了帷幕，并最终以盟军的成功而告终。
近代许多战略家都认为：“谁控制了石油，谁就控制了世界命脉，谁就可以称霸世界。”1990年8月2日，伊拉克出兵侵占科威特，并宣布科威特为伊拉克第十七个省。海湾地区这个世界“油库”成了名副其实的“火药桶”。11月29日，联合国通过了向伊拉克动武的决心，以美国为首的多国部队开始从地中海的马耳他岛、印度洋的迪戈加西亚岛、日本横须贺海军基地向海湾地区进发。
对于何时发动对伊拉克的空袭和地面进攻，以美军为首的多国部队是充分考虑了海湾地区一系列的自然地理、人文地理因素才作出决定的。多国部队参谋总部有60多位地理、气象、宗教专家，经过反复研究，权衡利弊，选定在1991年1月17日为发动空袭日期，2月14日发动对伊拉克的地面攻势。因为每年的3月17日，是伊斯兰教民们斋月开始的时候，如果在斋月采取军事行动，则会被穆斯林认为是对安拉的亵渎，必然会引起整个穆斯林世界的极大愤慨，从而使局势变得更加复杂。美国要想赢得这场战争，势必要付出更高的代价。
因此，美军将开战定在1月份，想尽早赶在斋月之前结束这场战争。而且，科威特和伊拉克南部一带每年春季都有一段时间出现在沙漠风暴的袭击之中，这种恶劣的天气不但会使远道而来、不服水土的多国部队战斗力下降，而且对空中飞行和导弹的发射也不利。美军气象水文人员预测海湾的无月之夜是：1月12~20日，2月10~18日，3月11~19日；海湾涨潮的时间是：1月3~7日和17~23日，2月1~6日和16~21日；3月2~7日和17~22日。如果把它们结合在一起考虑，1月17日正是“无月之夜”和“涨潮之夜”，这样才有利于舰艇靠近伊拉克水面而少触雷，有利于舰载轰炸机的隐蔽与攻击。1月17日，驻扎在沙特阿拉伯、土耳其、巴林等国空军基地的F-17隐形轰炸机、F-15战斗机、B-52轰炸机，巡航在地中海波斯湾、红海的美国航母、战列舰上发射的“战斧式”巡航导弹等分别从东西、南面、西北面飞向伊拉克的军事指挥中心、炼油厂、通讯联络中心、导弹基地、雷达阵地、军用机场等。美军的各种炮弹、导弹如万箭齐发，进行“地毯式”轰炸，几乎没有遭到什么抵抗就达到了预期目的。最后的结果可想而知了。看来，如何利用气象条件确定作战时机，确实是非常重要的。
光纤激光器是把泵浦物质掺入到光纤中，由半导体激光器发出的特定的波长的激光耦合后。使光纤产生激光。光纤激光切割的优点是模式好，利于切割。光电转换率高可以达到二氧化碳的两倍。而且在切割薄板金属的时候有优势，因为光纤激光器发出的光是1070纳米的波长 所以吸收率更高。IPG Photonics公司生产多种工业激光器产品，它们不仅功能强大，而且性能及可靠性方面可以达到电信设备的严格要求。其半导体泵浦光纤激光器和光纤传导直接半导体管激光器系列，包括1Kw以上的单模激光器、高达50 kW的多模激光器、25 kW 调Q脉冲激光器以及高达10 kW的直接半导体激光器。所有IPG光纤激光器都具有性能可靠、结构紧凑、半导体泵浦源寿命长、免维护、电光转换效率最高、以及在全功率范围内，光束发散角和光束质量完全保持一致等特点。 光纤激光机可用于微电子、印刷、汽车、医疗设备、造船、航空等诸多行业，可加工材料涵盖从心脏支架和计算机存储芯片的微机械加工，直到厚管壁的深熔焊。使用操作灵活，是光纤激光器最具革命性的特点之一，能够轻松地集成于2轴和多轴切割机械、机器人和振镜系统内。其结构紧凑，整体大小要比传统的CO2或YAG激光系统小一个数量级，因而移动非常灵活。半导体泵浦源的使用寿命估计超过10万个小时，根本无需更换半导体光源。由于Nd:YAG属四能级系统, 量子效率高, 受激辐射面积大, 所以它的阈值比红宝石和钕玻璃低得多。又由于Nd:YAG晶体具有优良的热学性能, 因此非常适合制成连续和重频器件。它是目前在室温下能够连续工作的唯一固体工作物质，在中小功率脉冲器件中, 目前应用Nd:YAG的量远远超过其他工作物质。和其他固体激光器 一样, YAG 激光器 基本组成部分是激光工作物质、泵浦源和谐振腔。不过由于晶体中所掺杂的激活离子种类不同, 泵浦源及泵浦方式不同, 所采用的谐振腔的结构不同,以及采用的其他功能性结构器件不同,YAG激光器又可分为多种, 例如按输出波形可分为连续波YAG激光器、重频YAG激光器和脉冲 激光器 等; 按工作波长分为1.06μmYAG 激光器 、倍频YAG激光器、拉曼频移YAG 激光器 (λ=1.54μm)和可调谐YAG 激光器 (如色心激光器)等; 按掺杂不同可分为Nd:YAG激光器、掺Ho、Tm、Er等的YAG激光器; 以晶体的形状不同分为棒形和板条形YAG 激光器 ;根据输出功率(能量)不同, 可分为高功率和中小功率YAG激光器等。形形色色的YAG 激光器 , 成为固体激光器中最重要的一个分支。光纤激光器的结构 和传统的固体、气体激光器一样。光纤激光器基本也是由泵浦源、增益介质、谐振腔三个基本的要素组成。泵浦源一般采用高功率半导体激光器(LD)，增益介质为稀土掺杂光纤或普通非线性光纤，谐振腔可以由光纤光栅等光学反馈元件构成各种直线型谐振腔，也可以用耦合器构成各种环形谐振腔泵浦光经适当的光学系统耦合进入增益光纤，增益光纤在吸收泵浦光后形成粒子数反转或非线性增益并产生自发辐射所产生的自发辐射光经受激放大和谐振腔的选模作用后．最终形成稳定激光输出。光纤激光器有两种激射状态, 一种是三能级激射, 另一种是四能级激射。两者的差别在于较低能级所处的位置在三能级系统中, 激光下能级即为基态, 或是极靠近基态的能级。而在四能级系统中, 激光下能级和基态能级之间仍然存在一个跃迁, 通常为无辐射跃迁。电子从基态提升到高于激光上能级的一个或多个泵浦带, 电子一般通过非辐射跃迁到达激光上能级泵浦带上的电子很快弛豫到寿命长的亚稳态, 在亚稳态上积累电子造成电子数多于激光下能级, 即形成粒子数反转。电子以辐射光子的形式放出能量回到基态这种自发发射的光子被光 学谐振腔反馈回增益介质中诱发受激发射, 产生与诱发这一过程的光子性质完。
YAG 激光器 是以钇铝石榴石晶体为基质的一种固体 激光器 。钇铝石榴石的化学式是Y3 Al5 O15 ,简称为YAG。在YAG基质中掺入激活离子Nd3+ (约1%)就成为Nd:YAG。实际制备时是将一定比例的Al2 O3 、Y2 O3 和NdO3 在单晶炉中熔化结晶而成。Nd:YAG属于立方晶系, 是各向同性晶体。 由于Nd:YAG属四能级系统, 量子效率高, 受激辐射面积大, 所以它的阈值比红宝石和钕玻璃低得多。又由于Nd:YAG晶体具有优良的热学性能, 因此非常适合制成连续和重频器件。它是目前在室温下能够连续工作的唯一固体工作物质，在中小功率脉冲器件中, 目前应用Nd:YAG的量远远超过其他工作物质。 和其他固体激光器 一样, YAG 激光器 基本组成部分是激光工作物质、泵浦源和谐振腔。不过由于晶体中所掺杂的激活离子种类不同, 泵浦源及泵浦方式不同, 所采用的谐振腔的结构不同,以及采用的其他功能性结构器件不同,YAG激光器又可分为多种, 例如按输出波形可分为连续波YAG激光器、重频YAG激光器和脉冲 激光器 等; 按工作波长分为1.06μmYAG 激光器 、倍频YAG激光器、拉曼频移YAG 激光器 (λ=1.54μm)和可调谐YAG 激光器 (如色心激光器)等; 按掺杂不同可分为Nd:YAG激光器、掺Ho、Tm、Er等的YAG激光器; 以晶体的形状不同分为棒形和板条形YAG 激光器 ;根据输出功率(能量)不同, 可分为高功率和中小功率YAG激光器等。形形色色的YAG 激光器 , 成为固体激光器中最重要的一个分支。
在我国，电焊操作需要持证上岗，焊工是属于准入类的工种，在技能人员职业资格中，81项工种里准入类的只有五项，焊工就是其中一项，而实际情况确实大部分的行业从业人士都是无证操作。随着技术的不断规范以及行业的相关要求，越来越多的人都想考一个电焊证，考证的优势还是非常大的，首先持证和非持证的薪资待遇相差很大，往往能够达到多出一倍或者更高的级别。因此，关于短期焊工培训的问题自然而然地成为了从业人员都比较关心的问题。焊接作为工业“裁缝”是工业生产中非常重要的加工手段，焊接质量的好坏对产品质量起着决定性的影响，那么，焊接技术未来的发展究竟如何呢？行业前景随着生产的发展，焊接广泛应用于宇航、航空、核工业、造船、建筑及机械制造等工业部门，在中国的经济发展中，焊接技术是一种不可缺少的加工手段。进入二十一世纪后，焊接是制造业中的一个重要组成部分，并且发展迅速，因此给焊接产业带来了前所未有的发展机遇，水电焊、氩弧焊、数控等技术类工种在就业日趋艰难的大形势下仍是一枝独秀。目前我国每年消耗钢材3亿吨（焊接结构约1.2吨），需要焊机约75万台，焊接行业将在今后8~10年会持续保持增长，市场上很多优秀的焊工月薪都过万，薪资也十分可观。
锅炉、压力容器和管道焊接自动化的新发展 在我国锅炉、压力容器和管道制造行业中，各大中型企业的焊接机械化和自动化程度相对较高，像哈锅，上锅这样的企业已达到80%以上。不过，在国际上对焊接机械化和自动化作了重新定义。焊接机械化是指焊接机头的运动和焊丝的给送由机械完成，焊接过程中焊头相对于接缝中心位置和焊丝离焊缝表面的距离仍须由焊接操作工监视和手工调整。焊接自动化是指焊接过程自启动至结束全部由焊机的执行自动完成。无需操作工作任何调整，即焊接过程中焊头的位置的修正和各焊接参数的调整是通过焊机的自适应控制系统实现的。而自适应控制系统通常由高灵敏传感器，人工智能软件、信息处理器和快速反应的精密执行机构等组成。按照上述标准来衡量，我国锅炉，压力容器和管道焊接的自动化率是相当低的。极大多数仅实现了焊接生产的机械化。因此，为加速本行业焊接生产现代化的进程，增强企业的核心竞争力，应尽快提高焊接自动化的程度。按照当前中央提出的“以人为本”的理念。焊接自动化具有更深刻的意义。它不仅仅是提高了焊接生产率和稳定了焊接质量，而更重要的是使焊工远离了有害的工作环境，减轻或消除了职业病的危害。 以下列举几个在压力容器和管道制造中已得到实际应用现代化自动焊接装备实例。以说明其基本结构和功能以及在焊接生产中所发挥的作用。 1 厚壁压力容器对接接头的全自动焊接装备 德国Babcock-Borsig公司与瑞典ESAB公司合作于1997年开发了一台大型龙门式全自动自适应控制埋弧装备。专用于、厚壁容器筒体纵缝和环缝的焊接。自1998年正式投运至今使用状况良好，为了型厚壁容器对接缝的自动埋弧焊开创了成功的先例。 该装备配置了串列电弧双丝埋弧焊焊头，由计算机软件控制的ABW系统（Adaptive Batt Welding）和激光图像传感器。 在焊接过程中激光图像传感器连续测定接头的外形尺寸，测量数据通过计算机由智能软件快速处理，并确定所要求的焊接参数和焊头位置。也就是说每焊道的尺寸和焊道的排列是由系统的软件以自适应的方式控制的。 系统软件可调整每一填充焊道的4个焊接参数：焊接速度，焊接电流，焊道的排列和各填充层和盖面层的焊道数。因此，该系统可使实时焊接参数自动适应接头整个长度上横截面和几何尺寸的偏差。焊接速度是控制不同区域内的熔敷金属量，而焊接电流是控制焊道的高度和熔敷金属量。焊道的排列是决定每层焊道间的搭接量。每层的焊道数则取决于每层的坡口宽度。该设备的主控制器和监视器以PC机为基础。 多年的使用经验表明，该装备不仅大大提高厚壁容器的焊接生产率，而且确保形成无缺陷的厚壁焊缝，同时显著降低了焊工劳动强度，改善了工作环境。 2 厚壁管件全自动多站焊接装置 火力和核电站的主蒸汽管道，其壁厚已超过100mm，焊接工作量相当大，迫切需要实现焊接生产的全自动化，以提高生产率。每个焊接工作站由焊接操作机，翻转机构，滚轮架，夹紧装置和焊接机头及焊接电源等组成。所有的焊接工作站由中央控制器集成控制。适用的管径范围为139~558 mm，壁厚18~100 mm.管件长度大于1800 mm.可全自动焊接直管对接，直管与弯管接头，直管与法兰以及直管与端盖对接接头。焊接方法采用窄坡口热丝TIG焊。 在该自适应控制系统中，采用黑白摄像机检测坡口边缘的位置。采用彩色摄像机监控电弧和填充丝的位置。通过检则焊丝加热电流控制填充丝的垂直方向的位置。这种控制方法是利用黑白摄像机的图像，经过计算机图像处理，确定内外边缘的照度差。当焊接条件变化时，系统将自动调整摄相机快门的曝光时间。以达到给定的照度，使焊枪始终保持在焊接开始时调整好的位置。 壁厚管件全自动多焊接装置基本上实现了焊接作业无人操作。只需要一名操作人员在主控制室内设置管件的原始条件并在焊接过程中进行监控。这种全自动焊接装置已在日本三菱重工公司投入生产试用。 3 大直径管对接全位置自TIG焊机 大直径管对接的全位置TIG焊是一项难度很大的焊接作业，培养一名技能高度熟练的焊工需要耗费大量的人力和物力，而且产品的焊接质量还取决于焊工自身多年积累的生产经验。为了克服对焊工技能的依赖性，消除人为因素对产品焊接质量的不利影响，产生了开发模拟高级熟练焊工的智能和操作要领的全自动焊管机的想法。 该自动焊管机可用于直径165—1000mm，壁厚7.0—35.0 mm的不锈钢管环缝的全位置焊，并采用窄间隙填丝TIG焊（单层单道焊工艺）。焊机的自动控制系统采用了视觉和听觉传感器，由计算机程序控制执行机构，模仿熟练焊工的反应和动作。 自适应控制和质量监控系统的作用原理为，自适应控制主要是通过视觉传感器实时检测的信息和计算机图像处理，按模糊逻辑规则，实时控制钨极相对于坡口边缘的位置，填充焊丝相对于钨极的位置以及决定焊接熔池尺寸的焊接参数。而焊缝质量的监控系统则按照激光视频传感器，听觉传感器和电流传感器的信息实时修正焊接熔池尺寸，焊道形状，钨极尖端的形状，电弧燃烧的稳定性和焊接电流，以保证焊缝质量的一致性。 在自适应控制系统中，安装在焊枪前侧的视觉传感器（摄像机）起主要作用，将所摄取的对接区图像输入到计算机，根据计算机软件图像处理结果，可以定量检测钨极相对于坡口边缘的位置，填充焊丝相对于钨极的横向位移，以及焊接熔池的尺寸及钨极的损耗。 激光视频传感器是由摄像机和激光聚光灯组成，安装在焊枪的后侧。所形成的图像可用来测定焊道边缘的润温角，即焊道表面与坡口侧壁之间的角度。控制系统根据这些信息，对焊接参数进行自适应控制。 自适应计算方法的工原理如下。焊接过程中，为调整钨极的位置，引用了模糊逻辑理论，即所谓奇数理论。当前节距内钨极位置的修正速度是按所测定的钨极位移量和前一节距内的修正速度计算的，以此来保证修正精度。 上述大直径管全自动全位置焊管机已在电站锅炉安装工程中得到实际的应用，取得了令人满意的效果。
主要原因有三点，第一是气缸压力太小，第二是焊接电流过大，第三是焊接时间过长。
开题报告主要包括以下几个方面：(一)课题名称（二）课题研究的目的、意义（三）国内外研究现状、水平和发展趋势（四）课题研究的理论依据（五）课题主要研究内容、方法（六）研究工作的步骤（七）课题参加人员的组成和专长（八）现有基础（九）经费估算（三）国内外研究现状、水平和发展趋势就是本课题有没有人研究，研究达到什么水平、存在什么不足以及正在向什么方向发展等。开题报告写这些内容一方面可以论证本课题研究的地位和价值，另一方面也说明课题研究人员对本课题研究是否有较好的把握。我们进行任何科学研究，必须对该问题的研究现状有清醒的了解，这在第一部分已经谈到（五）课题研究的理论依据