DE102005034613B3 - Anti-missile defense device, anti-missile defense method and use of a laser device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Abwehrvorrichtung gegen Flugkörper mit auf elektromagnetische Strahlung, insbesondere Infrarot-Strahlung, reagierender Zielerfassung.The The invention relates to a defense device against missiles to electromagnetic radiation, in particular infrared radiation, responsive target acquisition.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Abwehr gegen Flugkörper, welche eine auf elektromagnetische Strahlung, insbesondere Infrarot-Strahlung, reagierende Zielerfassung aufweisen.The The invention further relates to a method of defense against missiles, which one on electromagnetic radiation, in particular infrared radiation, have responsive target acquisition.
Flugkörper, wie beispielsweise mit einem Sprengkopf versehene Raketen oder intelligente Munition, können eine Zielerfassung aufweisen, welche auf elektromagnetische Strahlung und insbesondere Infrarot-Strahlung reagiert und können dadurch ihr Ziel, wie beispielsweise ein Flugzeug, finden. Die Infrarot-Strahlung, auf die die Zielerfassung reagiert, wird beispielsweise durch Triebwerke des Flugzeugs abgegeben.Missile, like For example, equipped with a warhead missiles or intelligent Ammunition, can have a target detection, which is based on electromagnetic radiation and in particular infrared radiation reacts and can thereby find their destination, such as an airplane. The infrared radiation, which the target acquisition responds to, for example, by engines of the plane.
Aus der WO 2004/058566 A1 ist ein Verfahren zur Ablenkung eines Projektils von einer anfänglichen Flugbahn bekannt, wobei das Projektil einen ersten Oberflächenbereich und einen zweiten Oberflächenbereich aufweist und sich durch eine gasförmige Atmosphäre mit umgebender Plasmahülle bewegt. Es wird elektromagnetische Strahlung zu dem Projektil gerichtet, wobei die elektromagnetische Strahlung eine Frequenz hat, die durch die Plasmahülle zu einem signifikanten Maß absorbiert wird aber nicht durch die gasförmige Atmosphäre absorbiert wird.Out WO 2004/058566 A1 is a method for deflecting a projectile from an initial one Trajectory known, the projectile a first surface area and a second surface area has and is surrounded by a gaseous atmosphere plasma sheath emotional. Electromagnetic radiation is directed to the projectile, wherein the electromagnetic radiation has a frequency passing through the plasma sheath absorbed to a significant degree but not by the gaseous the atmosphere is absorbed.
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In dem Artikel "Hochenergie-Petawattlaser – die Erzeugung ultraintensiver Pulse" von Stefan Borneis, Photonik 3/2005, Seiten 76–79 ist ein Nd:Glas Hochenergie-Petawattlaser beschrieben.In the article "High Energy Petawatt Lasers - The Generation ultraintensive pulses "by Stefan Borneis, Photonik 3/2005, pages 76-79 is a Nd: glass high-energy petawatt laser described.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Abwehrvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mittels welcher ein Schutz gegen solche Flugkörper erreichbar ist.Of the Invention is based on the object, a defense device of to provide the type mentioned above, by means of which a protection against such missiles is reachable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Plasmaerzeugungseinrichtung vorgesehen ist, mit welcher in Luft in einem Abstand zu der Plasmaerzeugungseinrichtung ein Plasma erzeugbar ist.These Task is inventively characterized solved, that one Plasma generating device is provided, with which in air a plasma can be generated at a distance from the plasma generating device is.
In Luft läßt sich lokal ein Plasma erzeugen, wenn die Plasmadurchbruchschwelle von Luft überschritten wird, das heißt wenn an einem Ort in der Luft so hohe Feldstärken herrschen, daß der Plasmadurchbruch erfolgt. Die Plasmabildung ist begleitet von der Abstrahlung elektromagnetischer Wellen. Insbesondere die Plasmarekombination führt zu Strahlung unter anderem im Infrarot-Bereich. Der Flugkörper mit Zielerfassung, welche auf elektromagnetische Wellen reagiert, kann auf die Abstrahlung reagieren und durch die Zielerfassung wird der Flugkörper in Richtung des Ortes der Plasmabildung gelenkt. Dadurch wiederum kann er von einem zu schützenden Objekt wie einem Flugzeug abgelenkt werden. Durch die Plasmabildung in Luft läßt sich eine Zieltäuschung in der Zielerfassung des Flugkörpers durchführen. Dadurch lassen sich beispielsweise Flugobjekte wie Flugzeuge oder auch Raumbereiche um einen Flughafen schützen. Den Flugkörpern mit elektrooptischer Zielerfassung werden definierte "Ziele" bereitgestellt, um zu schützende Objekte zu sichern.In Air leaves generate a plasma locally when the plasma breakthrough threshold of Air exceeded will, that is if in a place in the air so high field strengths prevail that the plasma breakthrough he follows. The plasma formation is accompanied by the emission of electromagnetic Waves. In particular, the plasma recombination leads to radiation among others in the infrared range. The missile with target detection, which reacts to electromagnetic waves, can respond to the radiation and be through the target detection the missile directed in the direction of the location of the plasma formation. This in turn he can be protected by one Object being distracted like an airplane. Through the plasma formation in air can be a target deception in the target acquisition of the missile carry out. This allows, for example, flying objects such as aircraft or also protect room areas around an airport. The missiles with electro-optical target acquisition, defined "goals" are provided, to be protected Secure objects.
Plasmen in Luft lassen sich beispielsweise laserinduziert bilden. Durch Ultrakurz-Lichtpulse kann die Plasmadurchbruchschwelle in Luft erreicht werden. Aufgrund der nicht-linearen Propagation von Ultrakurz-Lichtpulsen in der Atmosphäre kommt es durch induzierten Kerr-Effekt zu einer Selbstfokussierung eines Laserstrahls. Für diese Selbstfokussierung ist kein Teleskop notwendig, sondern es genügt eine "normale" Optik. Es ist dadurch möglich, die entsprechende Laservorrichtung in einem großen Abstand (der 10 km oder mehr betragen kann) vom Ort des Plasmadurchbruchs zu positionieren, das heißt der Plasmadurchbruch läßt sich in einem großen Abstand zu der Laservorrichtung durch die Selbstfokussierung bewirken.plasmas in air, for example, can be formed laser-induced. By Ultrashort light pulses, the plasma breakthrough threshold can be achieved in air. Due to the non-linear propagation of ultrashort light pulses in the atmosphere it comes by induced Kerr effect to a self-focusing a laser beam. For This self-focusing is not a telescope necessary, but it is enough a "normal" optics. It is through possible, the corresponding laser device at a great distance (the 10 km or can be more) from the location of the plasma breakthrough, that is the one Plasma breakthrough can be in a big one Distance to the laser device by the self-focusing cause.
Insbesondere sind durch die Plasmaerzeugungseinrichtung ein oder mehrere Plasmawolken (Plasmakugeln) in Luft durch Plasmadurchbruch erzeugbar. Diese erzeugten Plasmawolken sind begleitet mit der Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung, auf die die Zielerfassung eines Flugkörpers reagieren kann. Die Plasmabildung hat Defokussierungswirkung auf den Laserstrahl. Durch weitere Propagation der Lichtpulse in Luft kann wieder eine Selbstfokussierung stattfinden. Es kann sich dann eine Serie von Plasmawolken bilden. Es kann dabei auch eine Filamentierung auftreten, bei der ein Plasmadurchbruch in Filamenten zwischen Plasmawolken erfolgt.In particular, one or more plasma clouds (plasma spheres) can be generated in the air by plasma breakthrough by the plasma generating device. These generated plasma clouds are accompanied by the emission of electromagnetic radiation, to which the target detection of a missile can react. The plasma formation has a defocusing effect on the laser beam. By white tere propagation of the light pulses in air can again take place a self-focusing. It can then form a series of plasma clouds. It can also occur a filamentation, in which a plasma breakthrough takes place in filaments between plasma clouds.
Insbesondere umfaßt die Plasmaerzeugungseinrichtung mindestens eine Laservorrichtung, durch die Lichtpulse emittierbar sind. In Lichtpulsen läßt sich eine hohe Intensität (Feldstärke) erreichen, die zum Plasmadurchbruch führen kann. Ferner lassen sich Lichtpulse bezüglich ihrer Pulsformung so steuern, daß der Plasmadurchbruch in einem Abstand zu der Laservorrichtung erfolgt.Especially comprises the plasma generating device at least one laser device, by the light pulses are emissive. In light pulses can be a high intensity (Field strength) reach, which can lead to plasma breakthrough. Furthermore, can be Light pulses with respect to Control their pulse shaping so that the plasma breakthrough in a Distance to the laser device takes place.
Insbesondere sind durch die mindestens eine Laservorrichtung Lichtpulse im Subpikosekunden-Bereich emittierbar und insbesondere im Femtosekunden-Bereich emittierbar. Bei solchen kurzen Lichtpulsen tritt eine Selbstfokussierung in Luft aufgrund induziertem Kerr-Effekt auf und es läßt sich eine hohe Feldstärke erreichen, die zum Plasmadurchbruch führen kann. Es ist dabei kein Teleskop zur Fokussierung an den Ort des Plasmadurchbruchs notwendig.Especially are light pulses in the subpicosecond range by the at least one laser device emissable and especially in the femtosecond range. With such short light pulses self-focusing occurs in air due to induced Kerr effect and it can be one high field strength reach, which can lead to plasma breakthrough. It is not Telescope necessary for focusing at the place of plasma breakthrough.
Insbesondere erfolgt eine Selbstfokussierung der Laseremission in Luft. Aufgrund der nicht-linearen Propagation ultrakurzer Lichtpulse beim Durchgang durch die Atmosphäre kommt es zum induzierten Kerr-Effekt. Dadurch wiederum kommt es zu einer Selbstfokussierung der Laseremission, ohne daß ein Teleskop zur Fokussierung notwendig ist. In einer Zone der Selbstfokussierung kann es, wenn die Lichtpulse eine entsprechend hohe Intensität aufweisen, zum Plasmadurchbruch kommen. Das Plasma wiederum führt zu einer Defokussierung des Laserstrahls. Das Licht kann sich weiter ausbreiten und es kann dann wiederum eine Selbstfokussierung auftreten. Dadurch kann eine Serie von Plasmawolken (Plasmakugeln) gebildet werden bis die Energie des propagierenden Lichts nicht mehr ausreicht, einen Plasmadurchbruch zu erzeugen. Mindestens der Ort des ersten Plasmadurchbruchs ist näherungsweise einstellbar. Es kann auch vorkommen, daß sich Filamente (die einen Durchmesser in der Größenordnung von 100 μm haben) bilden. Diese bilden sich insbesondere entlang des Laserstrahls zwischen Plasmawolken.Especially a self-focusing of the laser emission takes place in air. by virtue of the non-linear propagation of ultrashort light pulses during passage through the atmosphere it comes to the induced Kerr effect. This in turn happens a self-focusing of the laser emission without a telescope is necessary for focusing. In a zone of self-focus it can, if the light pulses have a correspondingly high intensity, come to the plasma breakthrough. The plasma in turn leads to a Defocusing of the laser beam. The light can spread further and then again a self-focusing may occur. Thereby a series of plasma clouds (plasma spheres) can be formed until the energy of the propagating light is no longer sufficient, to generate a plasma breakthrough. At least the place of the first Plasma breakthrough is approximately adjustable. It can also happen that Filaments (which have a diameter of the order of 100 μm) form. These form in particular along the laser beam between plasma clouds.
Günstig ist es, wenn die Laservorrichtung nach dem Verfahren der Chirped-Pulse-Amplification (CPA) betrieben wird. Bei diesem Verfahren (siehe beispielsweise D. Meschede, Optik, Licht und Laser, B.G. Teubner Stuttgart, Leipzig, 1999, Seiten 291, 292 und weiteres Zitat dort) wird ein kurzer Puls gestreckt, um die Spitzenleistung zu senken. Der gestreckte Puls wird verstärkt und die Streckung wird durch einen Kompressor rückgängig gemacht. Die Streckung und Kompression kann beispielsweise über optische Gitter erfolgen. Es ist dabei möglich, den Ort einer Selbstfokussierung im Abstand zu der Laservorrichtung einzustellen. Dies kann durch Phasenabgleich insbesondere an dem Kompressor erfolgen.Cheap is it when the laser device according to the method of Chirped Pulse Amplification (CPA) is operated. In this process (see for example D. Meschede, Optics, light and laser, B.G. Teubner Stuttgart, Leipzig, 1999, pages 291, 292 and another quote there) a short pulse is stretched, to lower the peak power. The stretched pulse is amplified and the stretch is reversed by a compressor. The stretching and compression can be done, for example, via optical gratings. It is possible, the Place of self-focusing at a distance from the laser device adjust. This can be done by phasing especially on the Compressor done.
Beispielsweise ist der Wellenlängenbereich der von der Laservorrichtung emittierten elektromagnetischen Strahlung unterschiedlich (er liegt beispielsweise bei höheren Wellenlängen) zu dem Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung, auf den die Zielerfassung reagiert. Die Zieltäuschung erfolgt über die Abstrahlung als Begleitprozeß der Plasmabildung. Insbesondere durch eine Laservorrichtung lassen sich gezielt Plasmawolken setzen, die mit der Abstrahlung von elektromagnetischer Strahlung begleitet sind. Auf die abgestrahlten elektromagnetischen Wellen, insbesondere im Infrarot-Bereich, kann die Zielerfassung eines Flugkörpers reagieren. (Durch das Plasma wird auch UV-Licht abgestrahlt, so daß auch eine "Täuschung" von UV-Sensoren prinzipiell möglich ist.)For example is the wavelength range of electromagnetic radiation emitted by the laser device different (he is for example at higher wavelengths) too the wavelength range the electromagnetic radiation to which the target acquisition responds. The destination illusion over the radiation as accompanying process of the plasma formation. Especially by a laser device can be set plasma clouds targeted, which accompanies the emission of electromagnetic radiation are. On the radiated electromagnetic waves, in particular in the infrared range, the target acquisition of a missile can react. (Due to the plasma also UV-light is radiated, so that a "deception" of UV-sensors is possible in principle.)
Es ist grundsätzlich möglich, daß die Laservorrichtung zur Erzeugung von Lichtpulsen in einem Single-Mode-Modus arbeitet oder in einem Repetitionsmodus, bei dem eine Pulsfolge mit einer Mehrzahl von Pulsen (zwei Pulse, drei Pulse oder mehr) mit kurzem Abstand, die beispielsweise in der Größenordnung von 100 μs liegen kann, gebildet wird. Durch einen Betrieb im Repetitionsmodus läßt sich in der Atmosphäre unter Umständen der Plasmadurchbruch erleichtern.It is basically possible, that the Laser device for generating light pulses in a single-mode mode works or in a repetition mode in which a pulse train with a plurality of pulses (two pulses, three pulses or more) with short distance, which are for example in the order of 100 microseconds can, is formed. By operating in the repetition mode can be in the atmosphere in certain circumstances facilitate the plasma breakthrough.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn der Ort der Plasmaerzeugung mindestens näherungsweise einstellbar ist. Beispielsweise ist der Abstand des Ortes des Plasmaerzeugung von einer Laservorrichtung einstellbar. Durch Einstellung der Ausrichtung der Laservorrichtung im Raum läßt sich dann der Ort der Plasmaerzeugung im Raum mindestens näherungsweise einstellen und dadurch wiederum läßt sich ein bestimmter Raumbereich schützen.All it is particularly advantageous if the location of the plasma generation at least approximately is adjustable. For example, the distance is the location of the plasma generation adjustable by a laser device. By adjusting the orientation the laser device in the room can be then the place of plasma generation in space at least approximately and thereby in turn can be a certain area of space protect.
Es kann vorgesehen sein, daß die Abwehrvorrichtung stationär positioniert ist. Beispielsweise ist sie am Boden angeordnet. Sie kann dazu dienen, einen Flughafen zu schützen.It can be provided that the Defense device stationary is positioned. For example, it is arranged on the ground. she can serve to protect an airport.
Es ist auch eine mobile Positionierung möglich. Durch die mobile Positionierung kann beispielsweise ein mobiles Objekt (an welchem die Positionierung vorgesehen ist) wie ein Flugobjekt geschützt werden. Es ist auch eine mobile Positionierung beispielsweise am Boden möglich, um einen Raumbereich, in welchem Plasmawolken erzeugt werden, variieren zu können.It is also a mobile positioning possible. Through the mobile positioning For example, a mobile object (on which the positioning is provided) as a flying object to be protected. It is also one mobile positioning possible on the ground, for example, around a room area, in which plasma clouds are generated to vary.
Beispielsweise ist die Abwehrvorrichtung an einem Flugobjekt wie einem Flugzeug angeordnet (außen oder innen am Flugobjekt), um dieses gegen angreifende Flugkörper schützen zu können.For example, the defense device is on a flying object such as an aircraft arranged (outside or inside of the flying object) in order to protect this against attacking missiles can.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Abwehr gegen Flugkörper, welche eine auf elektromagnetische Strahlung, insbesondere Infrarot-Strahlung, reagierende Zielerfassung aufweisen, welches auf einfache Weise durchführbar ist.The The invention further relates to a method of defense against missiles, which one on electromagnetic radiation, in particular infrared radiation, have responsive target acquisition, which in a simple way feasible is.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine oder mehrere Plasmawolken in Luft erzeugt werden.These Task is inventively characterized solved, that one or multiple plasma clouds are generated in air.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist die bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abwehrvorrichtung erläuterten Vorteile auf.The inventive method has the already in connection with the defense device according to the invention explained Advantages.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen wurden ebenfalls bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Abwehrvorrichtung erläutert.Further advantageous embodiments were also already related with the defense device according to the invention explained.
Insbesondere werden die Plasmawolke oder Plasmawolken beabstandet zu einer Plasmaerzeugungseinrichtung erzeugt. Dadurch läßt sich ein effektiver Schutz gegenüber Flugkörpern erreichen.Especially the plasma clouds or plasma clouds are spaced apart to a plasma generating device generated. This can be done an effective protection against missiles to reach.
Insbesondere wird die Plasmaerzeugung in einem Abstand von mindestens 50 m zu der Plasmaerzeugungseinrichtung durchgeführt. Dadurch läßt sich ein entsprechendes Gebiet und auch die Plasmaerzeugungseinrichtung selber auf effektive Weise schützen.Especially plasma generation will be at a distance of at least 50 m the plasma generating device performed. This can be done a corresponding area and also the plasma generating device protect yourself effectively.
Günstigerweise werden die Plasmawolke oder Plasmawolken entfernt von einem zu schützenden Bereich erzeugt. Durch die Plasmaerzeugung wird üblicherweise ein anfliegender Flugkörper nicht direkt ausgeschaltet, sondern nur umgelenkt (da er über sein Ziel getäuscht wird). Die Umlenkung kann dabei so erfolgen, daß er nicht in einen zu schützenden Bereich gelangt bzw. den zu schützenden Bereich ohne Kollisionsgefahr durchquert.conveniently, the plasma cloud or plasma clouds are removed from one to be protected Area generated. Due to the plasma generation is usually an approaching missile not directly turned off, but only diverted (since he is over Goal fooled becomes). The deflection can be done so that he does not have to be protected Area passes or to be protected Crosses area without danger of collision.
Insbesondere werden die Plasmawolke oder Plasmawolken in einem Bereich gebildet, in dem eine Selbstfokussierung der Lichtpulse stattfindet. Eine solche Selbstfokussierung läßt sich für Subpikosekunden-Lichtpulse aufgrund deren nicht-linearen Propagation in der Atmosphäre erreichen. Aufgrund der Selbstfokussierung wird kein Teleskop oder dergleichen benötigt, um in einem Abstand zu der Plasmaerzeugungseinrichtung einen Plasmadurchbruch in der Atmosphäre zu erreichen.Especially the plasma cloud or plasma clouds are formed in a region in which a self-focusing of the light pulses takes place. Such Self-focus can be for subpicosecond light pulses due to their non-linear propagation in the atmosphere. Due to the self-focusing is no telescope or the like needed at a distance to the plasma generating device a plasma breakthrough in the atmosphere to reach.
Insbesondere werden durch die Plasmaerzeugungseinrichtung Subpikosekunden-Lichtpulse emittiert, die zur Plasmabildung in Luft führen. Über Subpikosekunden-Lichtpulse lassen sich Feldstärken erreichen, die in Luft zum Plasmadurchbruch führen.Especially become subpicosecond light pulses through the plasma generator emitted, which lead to plasma formation in air. About subpicosecond light pulses can field strengths reach the plasma breakthrough in air.
Insbesondere werden die Subpikosekunden-Lichtpulse durch eine Laservorrichtung erzeugt. Durch entsprechende Einstellung bzw. Steuerung der Laservorrichtung lassen sich Lichtpulse mit einer derart hohen Intensität erzeugen, daß es zum Plasmadurchbruch in der Atmosphäre kommt. Ferner läßt sich der Ort des Plasmadurchbruchs mindestens näherungsweise einstellen.Especially The subpicosecond light pulses are transmitted through a laser device generated. By appropriate adjustment or control of the laser device can generate light pulses with such a high intensity, that it comes to plasma breakthrough in the atmosphere. Furthermore, can be Set the location of the plasma breakthrough at least approximately.
Insbesondere wird ein solcher Phasenabgleich in der Laservorrichtung durchgeführt, daß in einem vorgegebenen Abstand zu der Laservorrichtung ein Plasmadurchbruch in der Luft erfolgt. Durch Phasenabgleich in der Laservorrichtung (beispielsweise an einem Kompressor einer Pulsformungseinrichtung) lassen sich unterschiedliche Laufzeiten von Licht unterschiedlicher Wellenlänge dazu nutzen, daß eine Selbstfokussierung in einem bestimmten Abstand zu der Laservorrichtung erfolgt.Especially is carried out such a phase adjustment in the laser device that in a predetermined distance to the laser device, a plasma breakthrough done in the air. By phasing in the laser device (For example, on a compressor of a pulse shaping device) different durations of light can be different wavelength to use that one Self-focusing at a certain distance from the laser device he follows.
Insbesondere wird die Laservorrichtung gemäß dem Verfahren der Chirped-Pulse-Amplification betrieben.Especially the laser device according to the method operated the chirped pulse amplification.
Es kann vorgesehen sein, daß Mehrfach-Lichtpulse emittiert werden, das heißt, daß eine Laservorrichtung in einem Repetitionsmodus betrieben wird. Dadurch läßt sich auf eine relativ begrenzte Stelle in der Atmosphäre mit einer Mehrzahl von Lichtpulsen (beispielsweise Doppelpulsen, Dreifachpulsen usw.) einwirken, um den Plasmadurchbruch zu bewirken. Pulse in einer Mehrfachpuls-Gruppe haben beispielsweise einen Abstand in der Größenordnung von 100 μs.It can be provided that multiple light pulses be emitted, that is, that a laser device is operated in a repetition mode. This can be done to a relatively limited location in the atmosphere with a plurality of light pulses (For example, double pulses, triple pulses, etc.) act to to cause the plasma breakthrough. Pulse in a multi-pulse group For example, have a distance in the order of 100 microseconds.
Erfindungsgemäß wird eine Laservorrichtung mit einem Subpikosekunden-Laser zur Plasmaerzeugung in Luft zur Abwehr gegen Flugkörper mit auf elektromagnetische Strahlung reagierender Zielerfassung verwendet.According to the invention is a Laser device with a subpicosecond laser for plasma generation in air for Defense against missiles with targeting responsive to electromagnetic radiation used.
Die entsprechenden Vorteile sowie weitere Ausführungsformen dieser Verwendung wurden bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren erläutert.The corresponding advantages and other embodiments of this use have already been in connection with the device according to the invention and the method according to the invention explained.
Die nachfolgende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung.The The following description of preferred embodiments is used in conjunction with the drawing of the closer explanation the invention.
Es zeigen:It demonstrate:
Ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Abwehrvorrichtung
ist in
Die
Abwehrvorrichtung
Beispielsweise
umfaßt
die Laservorrichtung
Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Laservorrichtung
Die
Laservorrichtung
Es
hat sich beispielsweise gezeigt, daß sich durch einen Subpikosekunden-Laser Lichtpulse
Der Plasmadurchbruch läßt sich beispielsweise in einem Abstand von ca. 10 m bis in einem Abstandsbereich von mehreren Kilometern erzeugen. Dieser Bereich ist einstellbar.Of the Plasma breakthrough can be for example, at a distance of about 10 m to a distance range of several kilometers. This area is adjustable.
Aufgrund
der nicht-linearen Propagation der erzeugten ultrakurzen Lichtpulse
kommt es beim Durchgang durch die Atmosphäre zu einer Selbstfokussierung
der Laseremission aufgrund induzierten Kerr-Effekts. Durch die Selbstfokussierung
kann in einen Bereich (mit einem vorzugsweise einstellbaren Abstand
zu der Laservorrichtung
An dem Ort des Plasmadurchbruchs bildet sich eine Plasmawolke (Plasmakugel). Das Plasma hat einen Defokussierungseffekt auf das Licht. Bei der weiteren Lichtpropagation kann der Selbstfokussierungseffekt wieder wirksam werden und in einem Abstand zu der erstgebildeten Plasmawolke kann sich eine weitere Plasmawolke bilden usw. Es kann sich dadurch eine Serie von Plasmawolken bilden, so lange, bis die Intensität des propagierenden Lichtpulses nicht mehr ausreicht, die Plasmadurchbruchschwelle in Luft zu überschreiten.At the place of the plasma breakthrough forms a plasma cloud (plasma ball). The plasma has a defocusing effect on the light. In the further Lichtpropagation can the self-focusing effect again become effective and at a distance to the first formed plasma cloud it can form another plasma cloud, etc. It can form a series of plasma clouds, until the intensity of the propagating Light pulse is no longer sufficient, the plasma breakthrough threshold in To cross the air.
Es ist auch möglich, daß eine Filamentierung aufgritt. Insbesondere zwischen benachbarten Plasmawolken können sich entlang der Lichtstrecke Plasmafilamente mit einem Durchmesser von ca. 100 μm ausbilden.It is possible, too, that one Filamentation aufgritt. Especially between adjacent plasma clouds can along the light path plasma filaments with a diameter form of about 100 microns.
Es
ist möglich,
daß die
Laservorrichtung
Das erzeugte Plasma führt zur Abstrahlung von elektromagnetischen Wellen, insbesondere aufgrund von Rekombinationsprozessen des Plasmas. Unter anderem erfolgt eine Abstrahlung im Infrarot-Bereich.The generated plasma leads for the emission of electromagnetic waves, in particular due to of recombination processes of the plasma. Among other things, a Radiation in the infrared range.
Auf
diese elektromagnetischen Strahlen kann die Zielerfassungseinrichtung
Der
Wellenlängenbereich
der Lichtpulse, welche durch die Laservorrichtung
Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel,
welches in
Zur
Herstellung von Lichtpulsen
Ein
Oszillator
Die
Streckung wird dann durch einen Kompressor
In
Zusammenwirkung mit der nicht-linearen Propagation in Luft läßt sich
durch einen Phasenabgleich in der Laservorrichtung
Der
Strecker
Beispielsweise
ist der Kompressor
Erfindungsgemäß wird eine
Laservorrichtung
Die erfindungsgemäße Abwehrvorrichtung läßt sich stationär oder mobil einsetzen. Über sie läßt sich in einem definierten Raumbereich Plasma erzeugen. Dadurch läßt sich ein definierter Raumbereich auch schützen. Insbesondere wird der Raumbereich, in dem das Plasma erzeugt wird, in einer genügend großer Entfernung von einem zu schützenden Bereich gewählt.The Inventive defense device can be stationary or mobile use. about she lets herself go generate plasma in a defined area of space. This can be done also protect a defined space area. In particular, the Space in which the plasma is generated, in a sufficiently large distance from one to be protected Area selected.
Durch
die Abwehrvorrichtung
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