◎陳焜發
前言
自一九六○年代紅寶石︵Ruby︶雷射發明以來，雷射在一般研究上帶來許多突破與創新。隨著雷射技術不斷的進步，加上產品穩定性及可靠度的提高，使得雷射在工業上、民生用品上和醫療器材上的應用更為廣泛；同樣的，在精準、快速嚴格要求的軍事武器裝備上，雷射也扮演著不可或缺的重要角色。如雷射測距儀、雷射指標器、雷射探測儀、雷射照明、雷射雷達、雷射眩目武器和直接摧毀目標的高能雷射武器等，大都已配合相關作戰需求，單獨或合併成武器系統為各軍種使用。也由於雷射技術與產品性能日新月異，使得戰術的運用更為靈活、精進。 戰爭驗證其需求與高效
一九九一年初及二○○三年，多國聯軍與伊拉克在波斯灣的戰爭中，雷射導引炸彈／飛彈、戰車雷射／夜視射控系統及雷射／熱像／夜視光電等裝備已經實戰驗證，成為沙漠風暴行動中的最重要武器系統之一。其中雷射導引武器所展現的精確命中率，令世人印象深刻。而結合雷射測距儀、雷射目標指引器、夜視、熱像機等的射控系統，使得多國聯軍可發揮全天候準確有效的攻擊力。多國聯軍借黑夜的掩護，自己又能視穿黑暗，加上雷射武器系統準確偵測導引攻擊，使得伊軍戰力在無法反擊的情況下，幾乎被摧毀殆盡。
近代戰爭中雷達及光電偵測系統，是攻擊者的耳目及導引攻擊的工具，雷達監控、反制及反反制是任何任務所需具備的。最近幾次作戰的實例中，更證實了雷射偵測導引攻擊的有效性。事實上，包括美國、北約組織盟國及以色列等國家，早就進行了這方面的研究計畫，並已部署了﹁雷射預警及防護系統﹂，來因應雷射武器系統的偵測導引攻擊。相對的，也因此更加驗證﹁雷射預警及防護系統﹂之重要性。
輕小、高靈敏度的﹁雷射預警防護﹂
﹁雷射預警防護系統﹂為新一代電子戰系統中之光電預警防護反制類裝備，初期主要是應用於主力戰甲車及各型機動車輛上，在適當修正系統界面後，更可廣泛應用於各指揮中心、重要軍事設施、要塞、飛機、船艦、砲陣地及戰鬥人員集結處等場所。當遭敵方雷射測距或導引武器攻擊時，藉﹁雷射預警防護系統﹂的預警功能，加上適時的防禦或欺敵處置，將可大幅提昇遭敵攻擊時人員及武器裝備的存活率。
﹁雷射預警防護系統﹂的架構是由光學偵測頭︵OHU︶、警告顯示器︵DSU︶、自我測試及信號處理器電子單元︵EU︶、煙霧或水霧單元等模組所組成。﹁雷射預警防護系統﹂是一輕小且高靈敏度的裝備，可偵測並顯示可見光及近紅外光波長之各種脈沖雷射光；因其具有一高靈敏的接收器，能偵測照在光學偵測頭附近的雷射光，並分析來襲威脅雷射源之種類，即時顯示於警告顯示器上。該警告顯示器可提供當遭雷射導引武器攻擊時之來襲威脅雷射光方位、脈波寬度並區分雷射光功率強弱的訊息，警告聲音可經車內無線通話系統傳送至車長。
目前﹁雷射預警及防護系統﹂的發展及研製，可依接收方式及雷射光傳送模式不同可區分成頻譜識別型 、成像識別型，以及相干識別型等，三種不同偵測方式，分述如下：
一、頻譜識別型偵測
非成像系統其方位角涵蓋三百六十度，而俯仰角則依用途對象不同而有不同的需求。如坦克、飛機、船艦、指揮所、直昇機及各種平台等，最大可達正負九十度，其警告顯示方式有LED顯示及聲響警告等。
頻譜識別型偵測可再區分為直接及間接偵測方式，其運用構想為偵測直接照射至本系統之威脅雷射光源︵直接式︶及經透過第三物反射或散射而照射至本系統之威脅雷射光源︵間接式︶。
早期雷射測距儀是將雷射直接照射在目標物︵如戰車︶，隨著科技的進步與戰術的改良，許多雷射導引飛彈先將雷射照射在目標物附近，待飛彈接近目標︵二公里內︶再將雷射指向目標物、完成攻擊任務。雷射雖未能直接照射在雷射預警器，但可經由物體反射、濺射，大氣散射到達雷射預警器，因此如何測得此類雷射光、發現敵人的威脅，即是所謂間接偵測。由於直接照射與濺射、散射的光強度相差甚遠，不易由同一個接收器所完成，因此可將雷射預警器分成直接偵測及間接偵測兩部份。目前英國、俄國均有此種複合式雷射預警器。
雷射預警器是裝在戰車的高點，間接偵測器在垂直方向之視場︵FOV︶寬度為六，在水平方向為三百六十，來自任何方向、射向戰車任何部位之雷射光，都必然穿過這個罩子，當雷射光穿過罩子時，大氣散射的雷射能量會被接收器接收到。
二、成像式識別型偵測
照射雷射光束通過光學系統聚集成一像點，而威脅雷射光源的方位，可直接根據顯示幕上成像點的位置判讀出來，其角解析度取決於CCD Array的密度。美國LAHAWS Fairchild公司產品即屬此型，系統用廣角透鏡及光電管進行激光探測，並用CCD陣列和數字背景減去法進行光源定位，視場角為水平。
三、相干識別型偵測
其具有判讀威脅雷射光源之波長及方位角的能力，美國之AN/AVR-2 ︵LDS︶ Hughes公司產品即屬此型。系統用四個AVR-2傳感器裝置和一個對接比較器組成，可連接雷達預警器，構成雷射光-雷達綜合預警系統，系統具識別、預警和方位確定功能。
結語及展望
中科院曾執行﹁雷射武器預警系統先期發展計畫﹂，後為配合國防二法之實施及後續量產需求的考量，已於民國九十三到九十五年執行﹁雷射預警防護系統﹂的資源釋商科專計畫案，輔導民間廠商參與國防武器研製，建立民間廠商具備相關零組件、次系統等軍品的量產及維修的能力，並輔導民間廠商取得試製證明，以供應我國國防之需，及衍生軍品技術於民生產業。
目前由民間廠商生產軍用光電裝備，已達成了國軍﹁作戰需求﹂及﹁國防自主﹂的目標，並開發出我國防工業的無限商機，提昇了國內經濟競爭力，未來還能再創不少經濟榮景。
作者為中科院第五研究所光電組聘用技士
前言
自一九六○年代紅寶石︵Ruby︶雷射發明以來，雷射在一般研究上帶來許多突破與創新。隨著雷射技術不斷的進步，加上產品穩定性及可靠度的提高，使得雷射在工業上、民生用品上和醫療器材上的應用更為廣泛；同樣的，在精準、快速嚴格要求的軍事武器裝備上，雷射也扮演著不可或缺的重要角色。如雷射測距儀、雷射指標器、雷射探測儀、雷射照明、雷射雷達、雷射眩目武器和直接摧毀目標的高能雷射武器等，大都已配合相關作戰需求，單獨或合併成武器系統為各軍種使用。也由於雷射技術與產品性能日新月異，使得戰術的運用更為靈活、精進。 戰爭驗證其需求與高效
一九九一年初及二○○三年，多國聯軍與伊拉克在波斯灣的戰爭中，雷射導引炸彈／飛彈、戰車雷射／夜視射控系統及雷射／熱像／夜視光電等裝備已經實戰驗證，成為沙漠風暴行動中的最重要武器系統之一。其中雷射導引武器所展現的精確命中率，令世人印象深刻。而結合雷射測距儀、雷射目標指引器、夜視、熱像機等的射控系統，使得多國聯軍可發揮全天候準確有效的攻擊力。多國聯軍借黑夜的掩護，自己又能視穿黑暗，加上雷射武器系統準確偵測導引攻擊，使得伊軍戰力在無法反擊的情況下，幾乎被摧毀殆盡。
近代戰爭中雷達及光電偵測系統，是攻擊者的耳目及導引攻擊的工具，雷達監控、反制及反反制是任何任務所需具備的。最近幾次作戰的實例中，更證實了雷射偵測導引攻擊的有效性。事實上，包括美國、北約組織盟國及以色列等國家，早就進行了這方面的研究計畫，並已部署了﹁雷射預警及防護系統﹂，來因應雷射武器系統的偵測導引攻擊。相對的，也因此更加驗證﹁雷射預警及防護系統﹂之重要性。
輕小、高靈敏度的﹁雷射預警防護﹂
﹁雷射預警防護系統﹂為新一代電子戰系統中之光電預警防護反制類裝備，初期主要是應用於主力戰甲車及各型機動車輛上，在適當修正系統界面後，更可廣泛應用於各指揮中心、重要軍事設施、要塞、飛機、船艦、砲陣地及戰鬥人員集結處等場所。當遭敵方雷射測距或導引武器攻擊時，藉﹁雷射預警防護系統﹂的預警功能，加上適時的防禦或欺敵處置，將可大幅提昇遭敵攻擊時人員及武器裝備的存活率。
﹁雷射預警防護系統﹂的架構是由光學偵測頭︵OHU︶、警告顯示器︵DSU︶、自我測試及信號處理器電子單元︵EU︶、煙霧或水霧單元等模組所組成。﹁雷射預警防護系統﹂是一輕小且高靈敏度的裝備，可偵測並顯示可見光及近紅外光波長之各種脈沖雷射光；因其具有一高靈敏的接收器，能偵測照在光學偵測頭附近的雷射光，並分析來襲威脅雷射源之種類，即時顯示於警告顯示器上。該警告顯示器可提供當遭雷射導引武器攻擊時之來襲威脅雷射光方位、脈波寬度並區分雷射光功率強弱的訊息，警告聲音可經車內無線通話系統傳送至車長。
目前﹁雷射預警及防護系統﹂的發展及研製，可依接收方式及雷射光傳送模式不同可區分成頻譜識別型 、成像識別型，以及相干識別型等，三種不同偵測方式，分述如下：
一、頻譜識別型偵測
非成像系統其方位角涵蓋三百六十度，而俯仰角則依用途對象不同而有不同的需求。如坦克、飛機、船艦、指揮所、直昇機及各種平台等，最大可達正負九十度，其警告顯示方式有LED顯示及聲響警告等。
頻譜識別型偵測可再區分為直接及間接偵測方式，其運用構想為偵測直接照射至本系統之威脅雷射光源︵直接式︶及經透過第三物反射或散射而照射至本系統之威脅雷射光源︵間接式︶。
早期雷射測距儀是將雷射直接照射在目標物︵如戰車︶，隨著科技的進步與戰術的改良，許多雷射導引飛彈先將雷射照射在目標物附近，待飛彈接近目標︵二公里內︶再將雷射指向目標物、完成攻擊任務。雷射雖未能直接照射在雷射預警器，但可經由物體反射、濺射，大氣散射到達雷射預警器，因此如何測得此類雷射光、發現敵人的威脅，即是所謂間接偵測。由於直接照射與濺射、散射的光強度相差甚遠，不易由同一個接收器所完成，因此可將雷射預警器分成直接偵測及間接偵測兩部份。目前英國、俄國均有此種複合式雷射預警器。
雷射預警器是裝在戰車的高點，間接偵測器在垂直方向之視場︵FOV︶寬度為六，在水平方向為三百六十，來自任何方向、射向戰車任何部位之雷射光，都必然穿過這個罩子，當雷射光穿過罩子時，大氣散射的雷射能量會被接收器接收到。
二、成像式識別型偵測
照射雷射光束通過光學系統聚集成一像點，而威脅雷射光源的方位，可直接根據顯示幕上成像點的位置判讀出來，其角解析度取決於CCD Array的密度。美國LAHAWS Fairchild公司產品即屬此型，系統用廣角透鏡及光電管進行激光探測，並用CCD陣列和數字背景減去法進行光源定位，視場角為水平。
三、相干識別型偵測
其具有判讀威脅雷射光源之波長及方位角的能力，美國之AN/AVR-2 ︵LDS︶ Hughes公司產品即屬此型。系統用四個AVR-2傳感器裝置和一個對接比較器組成，可連接雷達預警器，構成雷射光-雷達綜合預警系統，系統具識別、預警和方位確定功能。
結語及展望
中科院曾執行﹁雷射武器預警系統先期發展計畫﹂，後為配合國防二法之實施及後續量產需求的考量，已於民國九十三到九十五年執行﹁雷射預警防護系統﹂的資源釋商科專計畫案，輔導民間廠商參與國防武器研製，建立民間廠商具備相關零組件、次系統等軍品的量產及維修的能力，並輔導民間廠商取得試製證明，以供應我國國防之需，及衍生軍品技術於民生產業。
目前由民間廠商生產軍用光電裝備，已達成了國軍﹁作戰需求﹂及﹁國防自主﹂的目標，並開發出我國防工業的無限商機，提昇了國內經濟競爭力，未來還能再創不少經濟榮景。
作者為中科院第五研究所光電組聘用技士
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