レーザー警報システムの応用と動作原理: 戦場における「レーザーレーダーアイ」

現代の戦争および特定の産業および科学研究分野において、レーザー技術両刃の剣のようなものです。これは正確な指導と効率的なコミュニケーションのための強力なツールですが、立場を暴露しストライキを誘発する脅威の源にもなり得ます。レーザー警報システム (LWS) は、目に見えないレーザーの脅威に対して常に警戒する重要な「番兵」として登場しました。

I. レーザー警報システム: 基本的な動作原理

レーザー警報システムの中心的な使命は、入ってくるレーザーの方向、波長、繰り返し周波数、その他の特性を検出、特定し、警報を発して対策や回避行動をとるための貴重な時間を確保することです。その動作原理は、次の主要な手順に要約できます。

1. 光電検出:

システムの中核コンポーネントは、機器 (戦車、航空機、船舶など) の表面の主要な位置に分散された高感度光電検出器 (フォトダイオード、CCD/CMOS 焦点面アレイなど) です。

 環境内のレーザー光線（測距、指定、誘導、盲検など）がこれらの検出器に当たると、光子エネルギーが弱い電気信号に変換されます。

2. 信号の増幅と処理:

生成された微弱な電気信号は、まずプリアンプによって増幅されます。

その後、複雑な信号処理回路 (通常は FPGA または専用プロセッサーに基づく) が信号をさらに増幅し、背景光や電磁干渉などのノイズを除去し、主要な機能パラメーターを抽出します。

3. 特徴パラメータの抽出と認識:

処理回路解析信号:

波長: 内部スペクトル認識デバイス (回折格子、プリズム、狭帯域フィルター アレイなど) を通じてレーザー帯域 (1064nm Nd:YAG レーザー、1550nm アイセーフ レーザー、10.6um CO2 レーザーなど) を決定します。これは、レーザーの種類 (測距装置? ターゲット インジケーター?) を識別するために重要です。

入射方向: 角度計算アルゴリズムを通じて、空間的に分散された複数の検出器からの信号の時間差、強度差、またはイメージング検出器からのピクセル位置情報を使用して、レーザー光源の方位角と仰角を正確に計算します。

パルス特性: レーザーのパルス幅、繰り返し周波数、コーディング モード (誘導に使用される PPM コーディングなど) を分析します。これは、異なる機能のレーザーを区別するのに役立ちます (単純な距離計と高精度レーザー誘導照明器など)。

強度: 脅威の重大度とおおよその距離を評価します。

4. 脅威の評価とアラーム出力:

個人/特殊作戦: ポータブル LWS は、狙撃兵のレーザー測距またはレーザー盲目兵器の脅威に対して警告するために使用されます。

このシステムは、入ってくるレーザーの種類（レーザー測距、目標指定、ビームライディング誘導、レーザー誘導ミサイルシーカー、レーザー盲目兵器など）、脅威レベル、接近方向を総合的に判断します。

直感的かつ明確な警報情報は、視聴覚警報装置 (コックピット内の音声および光警報、ヘルメットに取り付けられたディスプレイ上の警告アイコンや方向指示器など) を通じてオペレータに即座に提供されます。同時にデータリンクによる情報配信も可能です。

5. (オプション) 対策システムの統合:

 高度な統合防御システムでは、LWS がセンサー ノードとして機能することが多く、その検出情報はアクティブな対策システムにリアルタイムで送信できます。

スモーク/エアロゾルディストラクションランチャー: 迫り来る脅威の方向に煙幕を素早く形成し、レーザービームを散乱または吸収して誘導や標的を妨害します。

レーザー目くらまし対策システム: 強力なレーザーを放射して、敵のレーザー距離計やデジグネーターの光学センサーを妨害または損傷します。

 操縦回避指示:ドライバーまたは自動運転システムに回避提案を提供します。

II.レーザー警報システムの主要技術と性能指標

 検出視野 (FOV): 全方位の死角のない警戒を実現するには、水平方位角 360° と可能な限り大きなピッチ角 (例: -5° ～ +90°) をカバーする必要があります。これは通常、分散型検出器アレイまたは多面体プリズムと凝視検出器を組み合わせることによって実現されます。

 スペクトル範囲: 主要な軍事および潜在的な脅威のレーザー バンド (通常は 0.4 ～ 1.1 μm、1.5 ～ 1.8 μm、8 ～ 12 μm) をカバーする必要があります。

角度解像度: 脅威の方向を正確に示す能力 (通常は数度以内)。

波長分解能: 異なるレーザー帯域を区別する能力。

感度/検出範囲: 警告距離を決定する、低入射レーザーエネルギー密度を確実に検出する能力。

誤警報率: 自然光源 (太陽や雷など) や人工の非脅威的な光源 (サーチライトや溶接アークなど) をレーザーの脅威として誤認識する確率は、極めて低くなければなりません。

応答時間: レーザー照射からアラームの発行までの時間が短ければ短いほど良いです (通常はミリ秒を要します)。

マルチターゲット処理能力：同時に処理する能力マルチレーザーさまざまな方向と波長からの脅威。

Ⅲ．レーザー警報システムの広範な適用

1. 軍事分野 (コアアプリケーション):

主力戦車と装甲車両: レーザー警報システム (LWS) は、敵の戦車や対戦車ミサイル (TOW、Kornet など) のレーザー測距と目標指定照明に対する戦場での生存性を高めるための重要な装備です。最新の戦車 (Leopard 2A7、M1A2 SEPv3 など) は通常、高度な LWS を統合しています。

 軍用機およびヘリコプター: LWS は、レーザー近接信管またはレーザー誘導兵器 (レーザー誘導爆弾など) 照明を備えた地上可搬型地対空ミサイル (スティンガー、イグラなどの MANPADS)、および低空飛行中のレーザー測距/脅威表示に対して警告するために使用されます。武装ヘリコプター (AH-64 アパッチなど) は特に LWS に依存しています。

 水上艦艇: 対艦ミサイル (特定のレーザーセミアクティブ誘導モデルなど) および敵の艦艇/陸上レーザー測距/指示に対する防御。

重要な施設/指揮所: レーザー誘導兵器による照準およびレーザー偵察に対する防御。

個人/特殊作戦: ポータブル LWS は、狙撃兵のレーザー測距またはレーザー盲目兵器の脅威に対して警告するために使用されます。

 電子対抗策 (ECM) システムへの統合: LWS は、煙幕、赤外線おとり、レーザー対抗策、その他のソフト/ハードキル対策を発動するための「目」として機能します。

2. 民間および民兵分野:

VIP保護車両: 高官や会社社長の車両を、潜在的なレーザー兵器による攻撃やドライバーへのレーザー干渉から保護します。

法執行機関: 特定の高リスク作業では、早期警告システムを使用して、妨害や盲目に使用される可能性のあるレーザー装置を検出できます。

重要なインフラストラクチャのセキュリティ: 原子力発電所や化学プラントなど、潜在的な悪意のあるレーザー干渉や妨害行為から防御します。

ハイエンドの研究および産業環境: 高出力レーザー研究所または産業レーザー加工エリアで、作業員が誤って危険なレーザー放射にさらされていないかどうかを監視します (安全インターロックの一部として)。

宇宙船: 軌道上での運用中に地上または宇宙からのレーザー照射にさらされているかどうかを監視します (おそらく測距、通信、または潜在的な干渉のため)。

レーザー警告システムは、現代の戦場や特定の高リスク環境では不可欠な「知覚器官」です。これは鋭い「レーザーレーダーの目」のように機能し、目に見えない脅威のスペクトルを常にスキャンし、レーザー照射の潜在的な致命的な前兆をタイムリーな警告と対策に変換します。戦車のような鋼鉄の巨大車両から青空を翔ける飛行機、波を切り裂く軍艦から特別な任務を負う兵士に至るまで、LWS は人員や装備の安全を静かに守ります。電気光学対策技術の継続的なアップグレードにより、レーザー警報システムはマルチスペクトル検出、人工知能の統合、小型化の方向に進化し続けるはずで、将来の「光戦争」においてさらに重要な役割を果たし、目に見えない脅威に対する強固な盾となり、戦場で主導権を握ることになる。