激光点火（起爆）技术的研究始于60年代中期，由于激光器（主要是二极管激光器）和低衰减光纤的发展，才使激光点火起爆成为现实。由于激光的非电性带来的高安全性等诸多优点，因此，它将是最主要的点火起爆技术之一。 第一节 激光点火起爆原理
激光点火起爆的机理主要有以下四种：平衡梁
一、热起爆机理
激光携带的能量被照射的局部剂吸收，并在一定的照射深度内转换成热能，局部积聚发热升温，形成“热点”，导致剂的燃烧或爆燃，然后由燃烧转为爆轰。
增加药剂对激光的吸收率（如掺杂C、Zr等）能降低点火所需的最小能量（阈值）。
二、冲击点火机理
高强度的激光射线可对产生冲击点火。当强激光脉冲照射到不透明的固体表面（如铝膜）时，会产生高温、高离子化的能强烈吸收激光射线的蒸发物，并有很高的压力（约1×105MPa）作用于固体表面，因而在固体中产生强冲击波而起爆装药。
三、电击穿机理
加压氮化铅的电击穿场强度为（1×107V/cm）。当激光达到临界起爆强度时，可产生×107V/cm的平均电场强度，而且激光所具有的自动聚焦性质又可使它增强3～5倍。因此，激光产生的电场的电击穿作用可以使某些起爆。
四、光致分解机理
在调Q的情况下，激光功率很大时导致分解而起爆。
激光对药剂作用的机理与激光的波长及激光的输出方式等有关。自由振荡激光器和调Q激光器输出的功率不同，对药剂的起爆机理就不完全一样，目前一般认为自由振荡激光器输出的激光引爆的机理基本上属于热起爆机理，而调Q激光器输出的激光引爆的机理除热起爆外，还可能存在因光化学反应和激光冲击反应引起的起爆。
实际上，激光起爆过程可能是上述几个机理综合作用的结果。
第二节 激光点火起爆系统的组成
一个完整的激光点火系统主要由激光保险与解除保险装置、激光器、激光器输出耦合光缆（重复使用）、光纤接头、带输入光纤的（一次使用）等部分组成。参见图。
传感器
电源发火信号 光 光藕合器 光输
传感器
图 激光点火系统概况
由于激光器（二极管）用低压电源启动，所以其本身则存在一个固有的安全性问题。为确保激光器不发生意外启动，需要一单独的电子控制与安全系统，它适应于多点控制和顺序选择，具有小型化、抗严酷环境等特点，该保险系统的保险解除需由两个独立的安全性参数进行控制。以数值口径接收的输出光能藕合光缆、输入光纤及接头都要具有低损耗和抗严酷环境的特点，中所装填的药剂必须是钝感的烟火剂或。
第三节 激光点火起爆系统的性能要求
在各种应用中，对系统及各元件的性能要求不同。表列举了先进空空导弹、小型洲际导弹和能源部、国防部对激光点火系统的性能要求。
表 对系统和元件的性能要求
转子动平衡
性能 | 系 统 | 光 纤 | 接头 |
|
振动 g | 冲击 g | 温度 °F | 峰值 功率 GW/cm2 | 寿命 年 | 抗拉强度 PSI | 损耗 dB/ km | 损耗 dB/ 界面 | 密封度 cc/s | 可靠度 |
国防部 | | 225 1ms | | | 7-10 | | 6 | 1 测试机器人 | 小于 1×10-6 | 使用的可靠性大于，测试的可靠性要大于。 |
能源部 | | 3000 1ms | | | 30 | | 6 | 1 | 小于 1×10-6 |
先进空空导弹 | | 42 | -65～160 | | | 6 | 1 | 小于 1×10-6 |
小型洲际导弹 | 家庭水循环 | 15 | 45～110 | | | 6 | 1 | 小于 1×10-6 |
| | | | | | | | | | |
第四节 激光点火（起爆）系统的优点
1、与常规热桥丝点火起爆系统相比，用光纤取代了桥丝和导线，因此受强射频（RF）、电磁脉冲（EMP）、高功率微波（HPM）和静电作用而发生意外点火（起爆）的危险性大大降低了。
2、消除了因桥丝和剂存在而伴随发生的锈蚀、点火后电阻（RAF）的变化及绝缘电阻等问题。
3、避免了机械冲击的敏感问题。
4、光纤的强度和柔性较好，使系统安装的柔性和负载容易处理。
5、由于密封包覆，寿命超过20年。
6、大大简化了生产工艺和质量检验，如射频、静电感度试验，不发火试验、绝缘电阻和桥线可靠性检验等。
7、不必再考虑1A/1W不发火的钝感安全性要求了。
8、光束可聚焦成一个很小的点，从而可产生很高的功率密度。
9、利用光学滤光技术可以对激光传输系统进行有效的试验，而不会影响的安全性和性能。
10、利用分光技术和光束的分支机构，可以实现多点起爆技术，同时起爆几个。
11、利用S/A机构可容易截断激光通道。
第五节 激光器和控制装置
一、小型钕玻璃脉冲激光器
美国喷气推进试验室（JPL）已在七十年代中期研制成功。
外形尺寸：51××
重 量：
输出能量：1ms脉冲能量输出为
能量/重量系数：kg
能量/体积系数：cm3
二、小型Q开关钕玻璃激光器
外形尺寸：××33cm3
重 量：
输出能量：20ms脉冲的最大输出能量为60J
三、小型自持OEM激光器（八十年代）
外形尺寸：××
重 量：
输出能量：输出脉冲功率100W
已经采用的激光器及特性见表，这些激光都能产生较高功率或能量密度的激光脉冲，能以较大的能量同时起爆几个分系统。其缺点是：
（1）激光效率不高（＜10%），大约只有1～3%的输入电能转换成有效的输出光能；
（2）尺寸和重量较大（相对于战术武器）；
（3）成本还较高。
表 美国空军和能源部激光军械点火系统使用的激光器及特性
系 统 | 类 型 | 波长λ (nm) | 发射脉冲 |
激光棒 | 激光 泵浦 | 谐振腔 形 式 | 能量 （mJ） | 宽度 |
掺杂物 | 工作物质 |
美国空军 | | | | | | | |
小型洲际弹道导弹 （ICBM） | 钕 | 钆-钪-钕 石榴石 （GSGG） | 闪光灯 | CC-PL（2） | 1060 | 300 | |
F16A战斗机 | 钕 | 玻璃 | PZP（1） | PL-PL（3） | 1053 | 6000 | 10mS |
新型空-空导弹 （AAAM） | 钕 | 玻璃 | PZP | PL-PL | 1053 | 4000 | 10mS |
先进的发射系统 （ALS） | 钕 | 钇铝石榴石 （YAN） | 闪光灯 | PL-PL | 1060 | 100智能电位器 | 连续波 |
美国能源部 | | | | | | | |
圣地亚国立试验室/ 光 （SNL/DOI）1# | 钕 | 玻璃 | 闪光灯 | PL-PL | 1053 | 300 | 25nS |
圣地亚国立试验室/ 光 （SNL/DOI）2# | 钕 | 铬：GSGG | 闪光灯 | PR-PR远程调压阀（4） | 1061 | 250 | 16nS |
圣地亚国立试验室/激光二极管 （SNL/DOI） | 铝 | 镓铝砷： （GaAlAs） | — | PL-PL | 820 | 100 | 10mS |
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注：（1）PZP：高温锆泵浦。
