戦争の非対称性が高まるにつれ、民間人やその他の非戦闘員による犠牲者の割合が大きくなり、予期せぬ物的損害も発生します。もちろん軍は、このような死傷者や破壊を避けたいと考えている。武器の精度を向上させる技術の進歩に伴い、秘密を保ちながら、より優れたポインティングおよびターゲティング機能も必要としています。指示子からより長い距離での検出と識別を可能にする改良された標的化技術も必要である。たとえば、レーザーは精密なポインティングに優れていますが、他の人がそのシーンを密かに画像化できることも重要です。
こうした照準の課題に対処するために、軍はレーザーを導入しました。これにより、弾薬が命中する標的を指定するだけでなく、同じレーザーを使用して標的までの距離を測定したり、周囲を照らしたり、他の人に何かを指摘したりすることもできます。興味を持っている。レーザーが指している場所を視覚化し、移動するターゲットを追跡し、巻き添え被害を最小限に抑えるには、現場で使用されるアクティブなレーザーを確認できる画像システムが必要です。室温のインジウム ガリウム ヒ素 (InGaAs) カメラは、昼夜を問わずこの機能をユーザーに提供します。
ほとんどのレーザー誘導兵器は、波長 1.06 μm のレーザーによって誘導されます。これらのレーザーは非常に強力で、何マイルも離れた物体に向けることができます。距離は主に、ユーザーが指定しているものをどれだけ正確に見ることができるかによって制限されます。これには、レーザー スポット、ターゲット、およびターゲットの周囲の物体が含まれます。現在、ほとんどのシステムは、スポットの画像化にインジウムアンチモン (InSb) 検出器アレイを使用しています。これらの InSb システムは、通常の InSb ピーク感度範囲 (3 ～ 5 μm) をはるかに下回る 1.0 μm のレーザー波長まで応答できるように薄くされています。この範囲は、中波 IR 熱検出器としての主な用途に使用されます。
InSb カメラを使用すると、赤外線レーザーが見えるようになり、シーンの熱放射によるレーザー スポットの周囲の状況認識が可能になります。これらのシステムの欠点は、検出器に大幅な冷却 (77K まで) が必要であり、70% および室温での動作により 1.06 μm レーザーに対する感度が低いことです。これらにより、はるかに軽量なシステムで、より長いスタンドオフ距離でレーザー スポットのイメージングが可能になります。
図1
レーザーは、兵器を目標に誘導するために使用されるだけでなく、戦闘員に目標とその周囲に関する情報を提供することもできます。レーザー距離計を使用すると、ユーザーはターゲットまでの距離を決定できます。これらのレーザーは現在、約 1.5 μm の波長を使用しています。この波長は、エネルギーが目の網膜に集中せず、レーザーが当たった人の失明に必要な光出力が非常に高いため、「目に安全」であると考えられています。これらのレーザーは暗視ゴーグル (NVG) にも目にも見えないため、適切に隠蔽されます。利点は、ターゲットがレーザーでマークされていることに気づかないことです。欠点は、戦闘員がターゲットに正しく照準を合わせているかどうかを知るのが難しいことです。InGaAs はアイセーフ レーザーに対しても非常に敏感であるため、SWIR イメージング InGaAs カメラが配備され、たとえシステムが現場で攻撃された場合でも、戦闘員が照準システムがまだ正確に照準を合わせていることを確認できるようになりました。
戦場で最も一般的なレーザーは兵士のライフルに取り付けられたもので、通常は約 850 nm の波長を使用します。このレーザー ポインターは、兵士が互いの目標を指し示すために使用するほか、NVG を着用している夜間にライフルの照準を合わせるのに役立ちます。これらのレーザーは人間には見えませんが、ゴーグルには見えます。ライフルレーザーは目に安全ではなく、新旧の他の多くの種類の検出器技術を使用して検出可能です。最大の問題は、戦闘機が夜間の暗い時間帯にさらに遠くを見るために最高の NVG を必要とする一方で、敵は古くて安価な暗視ゴーグル技術を使用してレーザーを簡単に検出できることです。InGaAs イメージャには、NVG で使用されている古いレーザーをイメージングできるため、下位互換性があるという明確な利点があり、加えて、「アイセーフ」なレーザー システムと次世代レーザー システムもイメージングできます。
米陸軍の兵士の機動性およびライフル照準システム用に特別に開発された SWIR カメラの 1 つである SUI の KTX カメラは、900 ～ 1700 nm の波長範囲での高感度を特徴とし、レーザーを含むさまざまな低光レベルのイメージング作業に使用できます。検出。部分的な星明かりから直射日光まで幅広いダイナミックレンジのイメージングを備えた SWIR イメージャは、秘密監視に最適であり、サイズと重量が重要な UAV、無人地上車両、その他のロボットやハンドヘルド デバイスに簡単に統合できます。
次世代の画像システムでは、レーザーはターゲットの距離を測定するだけでなく、つまりレーザー距離計を使用するだけでなく、霧、もや、ほこりを隠して長距離画像を取得することも可能になります。LADAR とレンジゲート イメージングでは、レーザーを使用して長距離のターゲットを照射します。この長いスタンドオフ距離により、戦闘機はあらゆる光条件下、さらには霧や煙の中でも長距離で目標を識別することができます。
現在開発中のほとんどのシステムは、目の安全上の理由から 1.5 μm レーザーを使用しています。これは、それらが敵の手に拡散した現在の NVG テクノロジーにも隠蔽されているためです。これらの次世代システムの多くは、システムの重量、電力、サイズを節約するために、室温の InGaAs アレイを使用して開発されています。これらの開発は、InGaAs-SWIR 検出器の高感度機能と組み合わされ、エンド ユーザーと罪のない傍観者にとってより安全な状態で性能の向上を実現します。
この記事は、ニュージャージー州プリンストンにある Goodrich Corporation の一部である SUI (Sensors Unlimited, Inc.) のイメージング製品担当ディレクターである Martin H. Ettenberg 博士と商業ビジネス開発マネージャーの Doug Malchow によって執筆されました。
製品の詳細については、当社のウェブサイトをご覧ください。
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更新日: 2022 年 4 月 1 日
