14

Defence Research and Development Organisation - DRDO|GoI...Title Preface-PIW Author sara Subject Preface-PIW Created Date 9/23/2013 12:06:44 PM

  • Upload
    others

  • View
    3

  • Download
    1

Embed Size (px)

Citation preview

  • ����������������

    ��������

  • ����������������

    ��������

    �������������������������������������

    ������������������

    �������������������

    ����

  • �����

    �����������������

    �������������������

    �����������������

    ������������������������������

    ����������������������������������

    ����������

    ������������

    ��������������������������

    ��������������

    ����������������������!

  • "#"�$��������%&������'���������&����

    ��������� ��������

    ��������

    �������������

    �����(��()���� �����

    ������������� ���!�"#�

    $����

    *

    ����� ��������*

    ������%���� $"$����

    ����������

    '������ )����"���� $�������

    &$'$���!���� '�����"#������ �$"$��#

    �$"$�(��� �"�)����

    *�����+��������������������,��������������#���������%����-�.�,��%/+����������������������+������0�����12$

    ������������

    ��$�.3����������������#��������,�����%�������

    ��� �415+� ��� ��� ��� ����� �#6�������� ��� 6�� ����#���+

    �����6#���� �� ���������+� ������ ��� � ��6��� �� � �����

    ������+� ��� ��� ���� �� 6�� �������+� ���������+���������+

    ������������+� �������+� �� ��������+������#�� ���� ����������

    ������������� ����7#6�����$

    (��� ����� �3������� ��� ���� 6��!� �� ������ ��� ���� #���� ����$

    (��� .������ �� 7#6������ ��� ���� ��#��� �������6������ ��� ���

    ���������8����������3�������6������#���$

    ,�)�9�:��:;1�2��4��

    7������ ��� �#6������� 6��������+��.�,��%+���������

  • ��������

    '������ ��

    %< 7(.���

    ����� !����� "

    �$� 7������������.��������� �

    �$� 7��������.��������� 1

    �$= (���>#��0������������� :

    �$2 7������������%������?��� :

    �$1 7��������� ���������� 4

    ��������� �4

    %< 7(.���

    ������ #"

    �$� ���������#��� ��

    �$�$� ?�����.���������������-?.�/ �=

    �$�$� >#��#��.����������� �1

    �$�$= ?��������� �;

    �$�$2 (��������?��������� �;

    �$�$1 ������������ ���?�����������#��#��

    ���7��������������� �4

    �$�$; �����6#����@���6�!� ?��� =�

    �$�$5 >#��#��A���� ��#��#�� =�

    �$� ��������������� =�

    �$�$� (�������������0�����7���������� ==

    �$�$� (����%�(����%������ =1

    �$�$= ���������7���������� =;

    �$= ,������������������7��������%��#��� =5

    �$=$� ,���������������(��������� =:

    �$=$� 7�����.3���������?��6�=

    =4

    �$=$= ,�������� 2�

    �$=$2 7��������%�#��� 2�

    �$=$1 ,��7���B�� 2�

    �$=$; (����@����?����� 2=

    �$=$5 A��#�������#���� 22

    �$=$: �������������������� 2;

    �$=$4 7����������������� 25

    �$2 ����0.�����0���������������� -�.��/ 2:

  • ������

    ������0���������#��#��

    �$2$� ����0����0.�����0��������� -��.�/������� 1�

    �$2$� ����0����0��������� -���/�)������������ 11

    ��������� 11

    %< 7(.��=

    ��������$�������%�� ��� �����%�&���'� ()

    =$� �������� 15

    =$�$� (������������� 1:

    =$�$� 7�������������� ;�

    =$�$= 7������������������ ;�

    =$�$2 7��������#����������� ;=

    =$�$1 ����������������������� ;1

    =$�$; ���������������� ����������� ;;

    =$�$5 ���������� ������� ;:

    =$�$5$� ,������������������ ;:

    =$�$5$� %���������������� ;4

    =$� ?��0)����(������ ����������#���� 5�

    =$= A������������)�������7�������������� 51

    ��������� :�

    %< 7(.��2

    ���%��%$ ���%�������� ����*��% +,

    2$� ��������������������� :=

    2$�$� ?�������� @����� :2

    2$� ,����� ,�����������?����� 41

    2$�$� %�������������?����� ���

    2$�$� �����������?���� ���?����� ��2

    2$= (���� (�!��� ��1

    2$=$� ?��� (�!�� ���

    ��������� ��;

    %< 7(.��1

    -���������� "")

    1$� ?��� (��� ��5

    1$� ������������ ?���������C)�������� ?���A����� ���

    1$= ?���A���������.D#�����������C"�����)��� ��=

    1$2

  • ����

    1$2$2 .����������������%�8%���?�� �=2

    1$2$1 E���������?�� �=1

    1$2$; @���.������� ?��� �=:

    1$1 ?���E#�����A����� �2�

    1$; %�#������#������� ���

  • ���

    :$�$� ����������� (��������� ��2

    :$�$= ����� @����� ��2

    :$�$2 7��������� ��� ���� ��1

    :$�$1 7������������E�#��06����7������� ��1

    :$�$; 7���������������������������� ��1

    :$� %�#������#��� ������� ��5

    :$�$� ?���A������������ ��:

    :$�$� 7�����������������������A���� ���

    :$= F���������!�� ���%�#������#������� ��2

    :$=$� ����������&���� ��1

    :$2 %����#���� ��5

    ��������� ��4

    %< 7(.��4

    !�!������ � ##"

    4$� ���� ������� ���

    4$� ������@#���� �=�

    4$= ������(��������������#��#������,�������������� �=:

    ��������� �2�

    %< 7(.����

    ����-!���� #/,

    *�������(+ ?������������� ,-.

    *�������(, ?���������?���������#��<B��������� ,-/

    *�������(0 (���.������������������#�+�(����������A������ ,1+

    �������������!�����?���A��������

    *�������(- ����������.����������(�������������������8,� ,10

    �������

    ��������� �;;

    2����������� ,3.

    ����� ,.0

  • ������

    (�������D#������������������������#�����6��������#���

    �����������������������������#����������������$� ,���������

    ����������������������������6�����������#��������������

    ��� ���������� 6���� ��� ����� ��� �������� ������$� ,������ ����

    ������������������������#�#��6�������������������$�(��������3����

    ��� ��� ����� �#�$� A�� �� ���� ������ ��� �� ��� ��������� 6�

    ��������������� ��� ����#���$� (��#��� ���������� ��� ����� ��

    �����������6�����������6�#��������������������������+

    �����������������������������������������������������������

    ���6������#����� �������������#��� ��� �����������������������

    �����$� (��� 6��!� �������� ��� ��� G#��� ���$� (��� �����#�� ��

    �������� ��� �� ����� ����� �#�� ��� ���#���� ������������$

  • �����

    ���������#����+���������������������������������6������

    -�$�$+��.�,��%+������H��. ?+�����#�H��?�?+�

  • ��������

    ���������

    �������������������������������������������

    ����������������������������������������������������

    �������������������������������������������������

    ���������

    �����

    �� ��

    �����������������������������

    ����������������������������

    ���������������������

    ����������������������

    �����������������������������������������������������

    ������

    ���

    �������������������

    ���������������

    �� ��� ����� �� ������ �� ���������� ��� ���

    �� ��� �������

    ������������� �

    ���� �������������� ������ ������ �� ���

    ��� �� ���� ���� ������ ������ ! ���� ���������� ���

    �����������������������������������������������������

    ���������������������"������������������������

    ����������������������������������������������������

    �������������������������������������������������

    ������������������������������"����������������

    ���������� ���� ������#��������������������� �������

    ���� ���������������������������������������

    �����

    ���������

    $��� �� ������� ������ ��������� ��� �������

    ����������������

    ������������������������������������

    �� ����

    ��� �� ��� ���� ����������� ��� ���� ������� ���

    �%�������������%������������#����"����������������

    ����������%�������������������������&������ �������������

    ������������������'�������������������������������������

    ������������������������������'�������������������

    "���������������������� ����������� ��������������

    ���������������������

    ����

    ���������������

  • � ���������������

    ������������������������������������"�������������������

    �������������������#����������������������������

    �����������%�����

    "��������������������

    ��

    �����������������������

    ��������������������������������������������

    ��� ������������������� �������

    �����������������

    �������� ����� (����� ����� �

    ������ ������� ��� ����

    ����������������������������������������������������

    �����������������

    ���������������������������"����

    ���������������������������������)��������������

    ���������

    ���������������������������������������

    ����������� ������������

    � �������� �� �� ��������� ���

    �����������������

    ������ ������� �� �������� �������

    ���� ��� ���

    ����

    �������������������� ��� ������� *+, ��,-µ.�"������� ��������� �� � ������ ������ ������ �� �

    ������������������/��������*�����.�������

    ������

    ��������������������

    ��������������������

    ��������������������0������

    �����������

    ������

    �����*������������.���������������������������

    ������������ �������������0������������

    ��������

    ��������������������������������������������������

    ���������������������"�������������������������������

    �%������������������������������������������

    �������

    �����������'����������������������������������

    ���������

    �� ���� �����%�� ��������� ������������� ���

    �����������������������

    ������������������������

    ��������������#���������������������������������

    ������������������������������� ��������������������

    �������������#������������)������������������

    ������������������������������������������������

    �������������������������������������������������������

    �������������������������������������������������

    ������������������������������������������������

    � ����������������������

    (��������� �� ������ ��

    ���� �� ��� �������� ��

    ������������������"������

    ���������������������������

  • Contents PrefaceCHAPTER 1 INTRODUCTION1.1 Photonics and Electronics1.2 Photonic Engineering1.3 The Quasi-Optical Region1.4 Photonics in Civilian Life1.5 Photonics in DefenceReferences

    CHAPTER 2 DEVICES2.1 Optical Sources2.1.1 Light Emitting Diodes (LED)2.1.2 Quantum Efficiencies2.1.3 Laser Diodes2.1.4 Theory of Laser Diodes2.1.5 Developments in Laser Diode Structures for Photonic Systems2.1.6 Distributed Feedback Lasers2.1.7 Quantum Well Structures

    2.2 Optical Detectors2.2.1 Theory of Solid-State Photodiodes2.2.2 The RC Time Constant2.2.3 Noise in Photodiodes

    2.3 Integrated Optics and Photonic Circuits2.3.1 Integrated Optics Technology2.3.2 Proton Exchange in LiNbO2.3.3 IO Devices2.3.4 Passive Star Coupler2.3.5 IO Polarizers2.3.6 Thin Film Lenses2.3.7 Waveguide Modulators2.3.8 Applications of Devices2.3.9 Photonic Switching

    2.4 Micro-Electro-Mechanical System (MEMS) & Micro-Optical Structures 2.4.1 Micro-Opto-Electro-Mechanical (MOEM) Devices2.4.2 Micro-Opto-Mechanical (MOM) Beam Deflectors

    References

    CHAPTER 3 DETECTION, TRAINING AIDS AND WARNING SYSTEMS 3.1 Detectors3.1.1 Thermal Detectors3.1.2 Photon Detectors3.1.3 Photoemissive Devices3.1.4 Photoconductive Devices3.1.5 Noise in Optical Systems3.1.6 Noise Mechanisms in Detectors3.1.7 Detection Systems3.1.7.1 Incoherent Detection3.1.7.2 Coherent Detection

    3.2 Laser-Based Training Aids and Simulators3.3 Warning System Based on Photonic SensorsReferences

    CHAPTER 4 RANGING, DESIGNATION AND TRACKING 4.1 Optical Ranging Systems4.1.1 Laser Range Finders

    4.2 Infrared Imaging with Laser Radar4.2.1 Components of Laser Radar4.2.2 Solid State Lasers for Laser Radar

    4.3 Target Tracking4.3.1 Laser Trackers

    References

    CHAPTER 5 LASER WEAPONS 5.1 Laser Threat5.2 Antipersonnel Laser Devices—Blinding Laser Weapons5.3 Laser Weapons for Equipment Damage—Killer Beams5.4 High-Energy Lasers for Weapons Role5.4.1 Chemical Lasers5.4.2 Hydrogen Flouride (HF/DF) Laser5.4.3 Iodine Laser5.4.4 Electrical Discharge CO/CO2 Laser5.4.5 Gas Dynamic Laser5.4.6 Free Electron Lasers

    5.5 Laser Guided Weapons5.6 Countermeasure Role of High-Energy LasersReferences

    CHAPTER 6 FIBRE OPTICS IN WEAPON GUIDANCE, NAVIGATION, AND ELECTRONIC WARFARE 6.1 Fibre Optic Guided Missiles6.1.1 Fibre Guidance6.1.1.1 The Optical Fibre6.1.1.2 Development Initiatives

    6.1.2 System Development

    6.2 Fibre Optics in Navigation – the Optical Fibre Gyroscope6.3 Fibre Optics in Electronic WarfareReferences

    CHAPTER 7 THERMAL IMAGING, NIGHT VISION AND SURVEILLANCE SENSORS 7.1 Thermal Imaging7.1.1 Materials for Thermal Imaging7.1.2 Scanners for Thermal Imaging7.1.3 Sensitivity of Thermal Imagers7.1.4 Thermal Imaging Systems7.1.5 Non-Scanning Thermal Imagers

    7.2 Night Vision7.2.1 Instrumentation for Night Vision7.2.2 Systems for Night Vision

    7.3 Photonic Sensors for Reconnaissance and SurveillanceReferences

    CHAPTER 8 COUNTERMEASURES 8.1 Protection Against Laser Radiation from Enemy Sources8.1.1 Absorption Technology8.1.2 Reflection Technology8.1.3 Active Filters8.1.4 Protection of Aircrew8.1.5 Protection of Ground-based Personnel8.1.6 Protection of Sighting Systems

    8.2 Countermeasures Systems 8.2.1 Laser Warning Systems8.2.2 Passive System for Missile Warning

    8.3 Use of Smoke in Countermeasures Role8.3.1 Decoys and Jammers

    8.4 ConclusionReferences

    CHAPTER 9 FUTURE TRENDS 9.1 Smart Systems9.2 Sensor Fusion9.3 Modern Trends in Microstructures and Integrated OpticsReferences

    CHAPTER 10 CONCLUSIONAppendix-1 Laws of Radiation Appendix-2 Laser Safety Levels&Ocular Hazard Distance Appendix-3 The Electromagnetic Spectrum, Transmission Windows and some well known Laser WavelengthsAppendix-4 Atmospheric Effects on Transmission of Optical/IR Radiation References

    Bibliography Index