(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザ光を用いて水中物体を効率よく破壊するシステムおよび方法を提供する。【解決手段】水中物体破壊システムは、探知装置などの外部装置と、レーザ発振器と、照射光学系と、制御装置とを備える。ここで、探知装置は、水中の目標物体４０を探知する。レーザ発振器は、水中に集光して気泡７０またはプラズマ６０を発生させるように構成されたレーザ光５１を生成する。照射光学系は、生成されたレーザ光５１を所定の集光位置に向けて照射する。制御装置は、探知された目標物体４０の至近に気泡７０またはプラズマ６０が発生するようにレーザ発振器および照射光学系を制御する。水中物体破壊システムは、気泡７０またはプラズマ６０による衝撃で目標物体４０を破壊する。【選択図】図６Ｃ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水中の目標物体を探知する探知装置と、
水中に集光して気泡またはプラズマを発生させるように構成されたレーザ光を生成するレーザ発振器と、
生成された前記レーザ光を所定の集光位置に向けて照射する照射光学系と、
探知された前記目標物体の至近に前記気泡または前記プラズマを発生させるように前記レーザ発振器および前記照射光学系を制御する制御装置と
を具備し、
前記気泡または前記プラズマによる衝撃で前記目標物体を破壊する
水中物体破壊システム。
【請求項２】
請求項１に記載の水中物体破壊システムにおいて、
前記レーザ発振器は、
パルスレーザ光を発振するパルスレーザ発振器
を具備する
水中物体破壊システム。
【請求項３】
請求項１に記載の水中物体破壊システムにおいて、
前記レーザ発振器は、
連続波レーザ光を発振する連続波レーザ発振器
を具備する
水中物体破壊システム。
【請求項４】
請求項２に記載の水中物体破壊システムにおいて、
前記レーザ発振器は、
連続波レーザ光を発振する連続波レーザ発振器
をさらに具備する
水中物体破壊システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の水中物体破壊システムにおいて、
照射したレーザ光に起因する前記気泡または前記プラズマの発生の有無を探知するソナー
をさらに具備し、
前記制御装置は、前記発生の有無を探知した結果に応じて照射条件を調整するフィードバック制御を行う
水中物体破壊システム。
【請求項６】
請求項５に記載の水中物体破壊システムにおいて、
前記ソナーは、発生した前記気泡または前記プラズマに起因する前記衝撃の位置情報をさらに探知し、
前記制御装置は、探知した前記位置情報に基づいて前記レーザ光の集光位置を調整するフィードバック制御をさらに行う
水中物体破壊システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の水中物体破壊システムにおいて、
前記制御装置を搭載する第１本体と、
前記照射光学系を搭載する第２本体と
をさらに具備し、
前記第１本体および前記第２本体のうち、一方は、他方から分離している
水中物体破壊システム。
【請求項８】
請求項７に記載の水中物体破壊システムにおいて、
前記第１本体は、船舶であり、
前記第２本体は、前記船舶に曳航されている曳航式デコイである
水中物体破壊システム。
【請求項９】
請求項８に記載の水中物体破壊システムにおいて、
前記レーザ発振器は、前記船舶に搭載されており、
前記レーザ発振器が発振する前記レーザ光を前記照射光学系まで導光する光ファイバケーブル
をさらに具備する
水中物体破壊システム。
【請求項１０】
水中の目標物体を探知することと、
レーザ光を生成することと、
前記レーザ光を集光して、探知した前記目標物体の至近に気泡またはプラズマを水中に発生させることと、
前記気泡または前記プラズマによる衝撃で前記目標物体を破壊することと
を具備する
水中物体破壊方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の水中物体破壊方法において、
前記レーザ光を集光した結果を観測することと、
前記観測の結果、前記気泡または前記プラズマが水中に発生しなかったことを検知した場合に、前記レーザ光の照射条件を調整するフィードバック制御を行うことと
をさらに具備する
水中物体破壊方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の水中物体破壊方法において、
前記観測の結果、前記目標物体が破壊されなかったことを検知した場合に、前記レーザ光の集光位置を調整するフィードバック制御を行うこと
をさらに具備する
水中物体破壊方法。
【請求項１３】
請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の水中物体破壊方法において、
前記気泡または前記プラズマを水中に発生させることは、
複数の前記気泡または複数の前記プラズマを水中に発生させること
を具備する
水中物体破壊方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水中物体破壊システムおよび水中物体破壊方法に関し、例えば、レーザ光を用いる水中物体破壊システムおよび水中物体破壊方法に好適に利用できるものである。
【背景技術】
【０００２】
水中の主な攻撃手段として、魚雷が知られている。魚雷は、炸薬の爆発による衝撃波や、バブルジェットによる破壊を行う。これらの威力は総じて高く、潜水艦のみならず水上艦にとっても大きな脅威となっている。
【０００３】
魚雷の多くは、目標の音源を探知して追尾する。そこで、魚雷から防御するために、音源の欺瞞や、デコイによる回避を企図する多くの防御システムが研究開発されている。このように、魚雷の直接的な破壊を狙う防御システムは少ない。
【０００４】
その一方で、高出力レーザ光を用いる破壊装置の研究開発が各国でなされている。これは、高出力のレーザ光を大気中に伝搬させて目標に照射し、遠隔で目標を破壊するものである。
【０００５】
上記に関連して、特許文献１（米国特許公開公報第２００３／０１２７５５８号）には、レーザ光による脅威および水中物体を検出し、また、これらに対抗するために水中移動体で用いるシステムに係る記載が開示されている。このシステムは、レーザ光検出手段と、レーザ光警告受信機と、信号プロセッサとを備える。ここで、レーザ光検出手段は、水中移動体の表面に配置されるように構成されたレーザ光を検出する。レーザ光警告受信機および信号プロセッサは、レーザ光検出手段に接続されており、レーザ光検出手段を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許公開公報第２００３／０１２７５５８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、通常のレーザ光は水中では大きく減衰する。したがって、特許文献１のように、レーザ光を水中の魚雷に向けて直接照射してこれを破壊することは、困難である。
【０００８】
レーザ光を用いて水中物体を効率よく破壊するシステムおよび方法を提供する。その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下に、（発明を実施するための形態）で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、（特許請求の範囲）の記載と（発明を実施するための形態）との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、（特許請求の範囲）に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。
【００１０】
一実施の形態によれば、水中物体破壊システム（１）は、探知装置（１２）などの外部装置と、レーザ発振器（１４Ａ〜１４Ｃ）と、照射光学系（１８Ａ〜１８Ｃ）と、制御装置（１３）とを備える。ここで、探知装置（１２）は、水中の目標物体（４０）を探知する。レーザ発振器（１４Ａ〜１４Ｃ）は、水中に集光して気泡（７０）またはプラズマ（６０）を発生させるように構成されたレーザ光（５１、５２）を生成する。照射光学系(１８Ａ〜１８Ｃ)は、生成されたレーザ光（５１、５２）を所定の集光位置に向けて照射する。制御装置（１３）は、探知された目標物体（４０）の至近に気泡（７０）またはプラズマ（６０）が発生するようにレーザ発振器（１４Ａ〜１４Ｃ）および照射光学系（１８Ａ〜１８Ｃ）を制御する。水中物体破壊システム（１）は、気泡（７０）またはプラズマ（６０）による衝撃（６１、７１）で目標物体（４０）を破壊する。
【００１１】
一実施形態によれば、水中物体破壊方法は、水中の目標物体（４０）を探知すること（Ｓ１０１、Ｓ２０１、Ｓ３０１）と、探知した目標物体（４０）の至近にレーザ光（５１、５２）を集光して（Ｓ１０２、Ｓ２０２、Ｓ３０２）気泡（７０）またはプラズマ（６０）を水中に発生させること（Ｓ１０３、Ｓ２０３、Ｓ３０３）と、気泡（７０）またはプラズマ（６０）による衝撃（６１、７１）で目標物体（４０）を破壊すること（Ｓ１０４、Ｓ２０５）とを含む。
【発明の効果】
【００１２】
一実施の形態によれば、レーザ光を水中の目標物体の至近に集光して気泡またはプラズマを発生させ、気泡またはプラズマによる衝撃によって目標物体を効率よく破壊することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】図１Ａは、魚雷によるバブルジェットを用いた破壊方法の第１段階を示す図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、魚雷によるバブルジェットを用いた破壊方法の第２段階を示す図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、魚雷によるバブルジェットを用いた破壊方法の第３段階を示す図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、魚雷によるバブルジェットを用いた破壊方法の第４段階を示す図である。
【図２】図２は、魚雷による攻撃を避ける方法の例を示す図である。
【図３】図３は、高出力レーザ光照射装置の一構成例を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態による水中物体破壊システムの一構成例を示すブロック回路図である。
【図５】図５は、第１実施形態による水中物体破壊方法の一例を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、第１実施形態による水中物体破壊システムが目標物体を探知する状態の一例を示す図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、第１実施形態による水中物体破壊システムがレーザ光を照射する状態の一例を示す図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、第１実施形態による水中物体破壊システムがレーザ光によって発生したプラズマまたは気泡の至近に目標物体が接近した状態の一例を示す図である。（別紙３、右上図その１）
【図６Ｄ】図６Ｄは、第１実施形態による水中物体破壊システムが目標物体をプラズマによる衝撃で破壊する状態の一例を示す図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、第１実施形態による水中物体破壊システムが目標物体を気泡によるバブルジェットで破壊する状態の一例を示す図である。
【図７Ａ】図７Ａは、第１実施形態による水中物体破壊システムが複数のレーザ光を照射する状態一例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、第１実施形態による水中物体破壊システムが、複数のレーザ光を照射して、複数の気泡または複数のプラズマを発生させている状態の一例を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、第１実施形態による水中物体破壊システムにおいて、潜水艦がレーザ光を水中から照射する場合の一構成例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、第１実施形態による水中物体破壊システムにおいて、船舶がレーザ光を水中から照射する場合の一構成例を示す図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、第１実施形態による水中物体破壊システムにおいて、船舶がレーザ光を空中から照射する場合の一構成例を示す図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、第１実施形態による水中物体破壊システムにおいて、航空機がレーザ光を空中から照射する場合の一構成例を示す図である。
【図９】図９は、第２実施形態による水中物体破壊システムの一構成例を示すブロック回路図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態による水中物体破壊方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、第２実施形態による水中物体破壊システムが連続波レーザ光を照射する状態を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、第２実施形態による水中物体破壊システムが連続波レーザ光を照射し続ける最中に目標物体が接近する状態を示す図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、第２実施形態による水中物体破壊システムが持続的に照射する連続波レーザ光によって生じる気泡によって目標物体が破壊される状態を示す図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、第３実施形態による水中物体破壊システムの第１構成例を示すブロック回路図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、第３実施形態による水中物体破壊システムの第２構成例を示すブロック回路図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、第３実施形態による水中物体破壊システムの第３構成例を示すブロック回路図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、第３実施形態による水中物体破壊システムの第５構成例を示すブロック回路図である。
【図１３】図１３は、第４実施形態による水中物体破壊システムの一構成例を示すブロック回路図である。
【図１４】図１４は、第４実施形態による水中物体破壊方法の一例を示すフローチャートである。
【図１５Ａ】図１５Ａは、第４実施形態による水中物体破壊システムがレーザ光を照射する状態の一例を示す図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、第４実施形態による水中物体破壊システムが照射したレーザ光が想定より近距離に集光されたことを検知した状態の一例を示す図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、第４実施形態による水中物体破壊システムが照射したレーザ光が集光されずに衝撃波が発生しなかったことを検知した状態の一例を示す図である。
【図１５Ｄ】図１５Ｄは、第４実施形態による水中物体破壊システムがフィードバック制御によって再度レーザ光を照射する状態の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、第５実施形態による水中物体破壊システムの一構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付図面を参照して、本発明による水中物体破壊システム１および水中物体破壊方法を実施するための形態を以下に説明する。
【００１５】
まず、図１Ａ〜図１Ｄを参照して、前述したバブルジェットについてより詳細に説明する。図１Ａは、魚雷４０によるバブルジェット２０４を用いた破壊方法の第１段階を示す図である。魚雷４０が備える炸薬が船舶１００の至近で爆発すると、水中に気泡２０１が生じる。
【００１６】
図１Ｂは、魚雷４０によるバブルジェット２０４を用いた破壊方法の第２段階を示す図である。気泡２０１は、内部の気圧と、外部の水圧との相互作用によって、膨張および収縮を繰り返す。この現象は、バブルパルスと呼ばれる。
【００１７】
図１Ｃは、魚雷４０によるバブルジェット２０４を用いた破壊方法の第３段階を示す図である。気泡２０１が収縮するときに、船舶１００の船底などの構造物が気泡２０１の付近に存在すると、気泡２０１の構造物側の表面と、その反対側の表面との間で、圧力差が発生する。その結果、反対側の表面から構造物側の表面に向かって気泡２０１がへこみ、水流２０３が発生する。
【００１８】
図１Ｄは、魚雷４０によるバブルジェット２０４を用いた破壊方法の第４段階を示す図である。この水流２０３がバブルジェット２０４となり、船舶１００などの構造物を破壊する大きな力を発揮する。なお、このバブルジェット２０４の威力は、炸薬の爆発による衝撃波２０２よりも強いことが多い。
【００１９】
次に、前述の魚雷から防御する方法の一例について説明する。図２は、魚雷４０による攻撃を避ける方法の例を示す図である。潜水艦３０などから発射される魚雷４０は、船舶２０などの目標に向かって移動する際、目標の音を検知して、検知した音に向かって移動する。そこで、目標とされた船舶２０は、自身から離れた位置から音を発信することで、潜水艦３０や魚雷４０を欺瞞する。ここで、船舶２０は、曳航式デコイ２１や、自走式デコイ２２から音を発信しても良い。音源を欺瞞された結果、魚雷４０はデコイに向かって移動し、目標とされた船舶２０は魚雷４０の脅威を回避することが出来る。
【００２０】
次に、前述の高出力レーザ光を用いる破壊装置の一例について説明する。図３は、高出力レーザ光照射装置の一構成例を示す図である。図３の例では、高出力レーザ照射装置３００が出力する高出力レーザ光３０３を目標４００に照射する。高出力レーザ照射装置３００は、高出力レーザ発振器３０１を用いて高出力レーザ光３０３を生成し、照射光学系３０２を用いて高出力レーザ光３０３の照射方向を目標４００に向けて設定する。目標４００の、高出力レーザ光３０３が照射されている部分を、便宜上、被照射部分４０１と呼ぶ。高出力レーザ光３０３が照射された結果、目標４００はその一部または全てが破壊される。
【００２１】
このような高出力レーザ光３０３は、伝搬する距離に応じてその強度が減衰する。それでも、このような高出力レーザ照射装置３００は、空中を伝搬する場合は数キロメートル程度離れた距離から目標４００を破壊することが可能である。しかしながら、水中を伝搬する場合は、空中を伝搬する場合よりもさらに減衰してしまう。そこで、以下に説明する実施形態では、レーザ光を水中に集光し、水を沸騰させて気泡を発生させる。この気泡を魚雷４０などの水中物体の至近で発生させることでバブルジェットが発生し、このバブルジェットよって水中物体を破壊する。または、レーザ光を水中に集光し、プラズマを発生させる。このプラズマを魚雷４０などの水中物体の至近で発生させることで、プラズマの発生に伴う衝撃波によって水中物体を破壊する。この場合、照射側から例えば２０メートル以内の範囲や、またはさらにその遠方でも、水中を伝搬して減衰した後でも集光位置で気泡またはプラズマを発生させられる。
【００２２】
（第１の実施形態）
図４は、第１実施形態による水中物体破壊システム１の一構成例を示すブロック回路図である。図４に示した水中物体破壊システム１の構成要素について説明する。図４の水中物体破壊システム１は、外部システム１２と、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、照射光学系１８Ａとを備えている。外部システム１２は、例えば、船舶２０に設けられた艦船管制システムであって、魚雷４０などの水中物体の存在を探知するためのソナーなどを備えていることが望ましい。制御装置１３は、信号の送受信を行う入出力インタフェースと、プログラムやデータなどを格納するメモリと、メモリ上のプログラムを実行して信号を生成するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ：中央演算装置）とを備える計算機であっても良い。照射光学系１８Ａは、照射方向および焦点距離を調整するために、レンズや反射鏡などの光学装置と、レンズの位置や反射鏡の角度などを調整する駆動装置とを備えることが望ましい。外部システム１２と、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、照射光学系１８Ａとは、その全てが図示しない船舶２０などに設けられていても良いし、その一部が船舶２０に、残りがデコイや航空機など他の場所に設けられていても良い。
【００２３】
図４の各構成要素の接続関係について説明する。電気的な接続関係に注目すると、外部システム１２の後段には、制御装置１３が接続されている。制御装置の後段には、パルスレーザ発振器１４Ａと、照射光学系１８Ａとが接続されている。ここで、電気的な接続関係は、有線で実現されていても良いし、無線で実現されていても良い。光学的な接続関係に注目すると、照射光学系１８Ａは、パルスレーザ発振器１４Ａの後段に配置されている。なお、光学的な接続関係は、図示しないミラー、レンズ、ビームスプリッタなどの光学部品を適宜に用いて仲介しても良いことは言うまでもない。
【００２４】
図４の水中物体破壊システム１の動作、すなわち本実施形態による水中物体破壊方法について、図５および図６Ａ〜図６Ｅを参照して説明する。図５は、第１実施形態による水中物体破壊方法の一例を示すフローチャートである。図５のフローチャートは、第０ステップＳ１００〜第５ステップＳ１０５の、合計６のステップを含んでいる。図５のフローチャートは、第０ステップＳ１００から開始する。第０ステップＳ１００の次には、第１ステップＳ１０１が実行される。
【００２５】
第１ステップＳ１０１において、水中物体破壊システム１は、目標物体４０を探知する。より具体的には、外部システム１２が、目標物体４０が発射される際に発する発射音３１や、目標物体４０が水中を航行する際に発する航行音や、その他のあらゆる音などを検知して、水中の目標物体４０としての魚雷などの位置や、移動方向や、移動速度などを探知する。図６Ａは、第１実施形態による水中物体破壊システム１が魚雷などの目標物体４０を探知する状態の一例を示す図である。目標物体４０が検知された場合、第１ステップＳ１０１の次には、第２ステップＳ１０２が実行される。
【００２６】
第２ステップＳ１０２において、水中物体破壊システム１は、目標物体４０の至近に集光するようにパルスレーザ光５１を照射する。より具体的には、外部システム１２が、目標物体４０を検知した結果を示す検知信号１２１を生成する。外部システム１２は、生成した検知信号１２１を制御装置１３に向けて送信する。制御装置１３は、送信された検知信号１２１を受信する。
【００２７】
制御装置１３は、受信した検知信号１２１に応じて、パルスレーザの発振を制御するための発振制御信号１３１Ａを生成する。制御装置１３は、生成した発振制御信号１３１Ａを、パルスレーザ発振器１４Ａに向けて送信する。パルスレーザ発振器１４Ａは、送信された発振制御信号１３１Ａを受信する。
【００２８】
パルスレーザ発振器１４Ａは、受信した発振制御信号１３１Ａに応じて、パルスレーザを発振し、パルスレーザ光５１を出射する。照射光学系１８Ａは、出射されたパルスレーザ光５１を受光する。
【００２９】
制御装置１３は、受信した検知信号１２１に応じて、パルスレーザ光５１を照射する方向を制御し、かつ、照射されたパルスレーザ光５１が集光する位置を制御するための、照射方向制御信号１３４Ａを生成する。制御装置１３は、生成した照射方向制御信号１３４Ａを、照射光学系１８Ａに向けて送信する。照射光学系１８Ａは、送信された照射方向制御信号１３４Ａを受信する。
【００３０】
照射光学系１８Ａは、受信した照射方向制御信号１３４Ａに応じて、パルスレーザ光５１を照射する方向を調整し、かつ、照射したパルスレーザ光５１が集光する焦点距離を調整する。照射光学系１８Ａは、受光したパルスレーザ光５１を、調整した方向に向けて、かつ、調整した焦点距離で集光するように、照射する。第２ステップＳ１０２の次には、第３ステップＳ１０３が実行される。
【００３１】
第３ステップＳ１０３において、照射されたレーザ光によって水中に気泡７０またはプラズマ６０が発生する。より具体的には、照射されたパルスレーザ光５１は、調整された位置に集光する。集光したパルスレーザ光５１によって、周囲の水が沸騰し、気泡７０が発生する。または、集光したパルスレーザ光５１によって周囲の水がプラズマ化し、プラズマ６０が発生する。図６Ｂは、第１実施形態による水中物体破壊システム１がレーザ光を照射する状態の一例を示す図である。第３ステップＳ１０３の次には、第４ステップＳ１０４が実行される。
【００３２】
第４ステップＳ１０４において、気泡７０によって発生するバブルジェット７１またはプラズマ６０によって発生する衝撃波６１で目標物体４０を破壊する。より具体的には、パルスレーザ光５１によって水中に気泡７０が発生し、この気泡７０の至近に目標物体４０があったり、この気泡７０に目標物体４０が接近したりした場合に、バブルジェット７１が発生し、発生したバブルジェット７１が目標物体４０を破壊する。または、パルスレーザ光５１によって水中にプラズマ６０が発生し、このプラズマ６０の至近に目標物体４０があったり、このプラズマ６０に目標物体４０が接近したりした場合に、プラズマ６０によって発生する衝撃波６１が目標物体４０を破壊する。図６Ｃは、第１実施形態による水中物体破壊システム１がレーザ光によって発生したプラズマ６０または気泡７０の至近に目標物体４０が接近した状態の一例を示す図である。図６Ｄは、第１実施形態による水中物体破壊システム１が目標物体４０を気泡７０によるバブルジェット７１で破壊する状態の一例を示す図である。図６Ｅは、第１実施形態による水中物体破壊システム１が目標物体４０をプラズマ６０による衝撃波６１で破壊する状態の一例を示す図である。第４ステップＳ１０４の次には、第５ステップＳ１０５が実行されて、図５のフローチャートは終了する。
【００３３】
レーザ光の集光位置の観点から、本実施形態の変形例について説明する。本実施形態による水中物体破壊システム１は、例えば、複数のパルスレーザ発振器１４Ａを備えていても良い。この場合、水中物体破壊システム１は、一度に複数のパルスレーザ光５１を照射し、かつ、それぞれ異なる位置に集光させて、一度に複数の気泡７０またはプラズマ６０を発生させることが可能となる。または、単独のパルスレーザ発振器１４Ａでパルスレーザ光５１を、短い間隔で断続的に照射し、かつ、それぞれ異なる位置に集光させて、連続的に複数の気泡７０またはプラズマ６０を発生させても良い。図７Ａは、第１実施形態による水中物体破壊システム１が複数のレーザ光を照射する状態一例を示す図である。
【００３４】
本実施形態の別の構成例について説明する。本実施形態による水中物体破壊システム１は、上記に説明したとおり、複数のパルスレーザ光５１を、一度に、または連続的に照射することで、複数の気泡７０またはプラズマ６０を、壁または網のように並べて発生させることが可能である。図７Ｂは、第１実施形態による水中物体破壊システム１が複数のレーザ光を照射して、複数の気泡７０または複数のプラズマ６０を発生させている状態の一例を示す図である。複数の気泡７０または複数のプラズマ６０の間隔を、魚雷などの目標物体４０の寸法に対して十分小さく調整することによって、目標物体４０を精度よく待ち受けて破壊することが可能となる。
【００３５】
レーザ光の照射位置の観点から、本実施形態の他の構成例について説明する。本実施形態による水中物体破壊システム１は、例えば、潜水艦２３に搭載することが可能である。この場合、パルスレーザ光５１は、水中から照射されることになる。図８Ａは、第１実施形態による水中物体破壊システム１において、潜水艦２３がレーザ光を水中から照射する場合の一構成例を示す図である。
【００３６】
本実施形態の別の構成例について説明する。本実施形態による水中物体破壊システム１は、例えば、船舶２０に搭載することが可能である。この場合、パルスレーザ光５１は、水中から照射することも、水上から照射することも可能である。図８Ｂは、第１実施形態による水中物体破壊システム１において、船舶２０がレーザ光を水中から照射する場合の一構成例を示す図である。図８Ｃは、第１実施形態による水中物体破壊システム１において、船舶２０がレーザ光を空中から照射する場合の一構成例を示す図である。なお、前述のとおり、レーザ光の減衰は水中を伝搬する場合よりも空中を伝搬する場合の方が少ないので、空中から照射した方がパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２をより遠方に集光することが可能である。
【００３７】
本実施形態のさらに別の構成例について説明する。本実施形態による水中物体破壊システム１は、航空機に搭載することが可能である。この場合、パルスレーザ光５１は、空中から照射することになる。図８Ｄは、第１実施形態による水中物体破壊システムにおいて、航空機２４がレーザ光を空中から照射する場合の一構成例を示す図である。水中物体破壊システム１を航空機２４に搭載することによって、例えば、目標物体４０としての魚雷などから防御したい対象である船舶２０の遠方で、目標物体４０の予測進路４１上にパルスレーザ光５１の集光点を設定することで、防御対象をより確実に防御することが可能となる。
【００３８】
以上に説明したように、本実施形態の水中物体破壊システム１および水中物体破壊方法によれば、魚雷４０などの水中物体による脅威を破壊して回避することが可能である。なお、パルスレーザは瞬間的な出力が大きいので、照射してから気泡７０またはプラズマ６０が発生するまでのタイムラグがナノ秒オーダーに抑えられる。また、パルスレーザは出力の時間平均が小さいので、脅威となる水中物体を破壊するために必要な電力を小さく抑えることが出来る。
【００３９】
（第２実施形態）
図９は、第２実施形態による水中物体破壊システム１の一構成例を示すブロック回路図である。図９に示した本実施形態による水中物体破壊システム１は、図４に示した第１実施形態による水中物体破壊システム１と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、本実施形態では、第１実施形態で用いたパルスレーザ光５１に変わって、連続波レーザ光５２を用いる。
【００４０】
具体的には、第１実施形態のパルスレーザ発振器１４Ａおよび照射光学系１８Ａを、図９に示した連続波レーザ発振器１４Ｂおよび照射光学系１８Ｂに、それぞれ置き換える。本実施形態による水中物体破壊システム１のその他の構成は、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００４１】
本実施形態で用いる連続波レーザ光５２は、第１実施形態のパルスレーザ光５１と同様に、水中に集光することによって、気泡７０を発生させることが出来る。さらに、連続波レーザ光５２は間断なく照射することが可能であり、したがって、気泡７０を持続的に発生させることが出来る。ここで、連続波レーザ光５２は、持続的に発生させながら集光位置を移動することで、単独の長い気泡７０を発生させることが出来る。
【００４２】
本実施形態による各構成要素の、連続波レーザ発振器１４Ｂおよび照射光学系１８Ｂに係る動作について説明する。図１０は、第２実施形態による水中物体破壊方法の一例を示すフローチャートである。図１０のフローチャートは、第０ステップＳ２００〜第６ステップＳ２０６の、合計７のステップを含んでいる。図１０のフローチャートは、第０ステップＳ２００から開始する。第０ステップＳ２００の次には、第１ステップＳ２０１が実行される。
【００４３】
第１ステップＳ２０１において、水中物体破壊システム１は、目標物体４０を探知する。本実施形態による第１ステップＳ２０１は、第１実施形態による第１ステップＳ１０１と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。第１ステップＳ２０１の次には、第２ステップＳ２０２が実行される。
【００４４】
第２ステップＳ２０２において、水中物体破壊システム１は、目標物体４０の至近に集光するようにレーザ光を照射する。より具体的には、外部システム１２が、目標物体４０を検知した結果を示す検知信号１２１を生成する。外部システム１２は、生成した検知信号１２１を制御装置１３に向けて送信する。制御装置１３は、送信された検知信号１２１を受信する。
【００４５】
制御装置１３は、受信した検知信号１２１に応じて、連続波レーザ光５２の発振を制御するための発振制御信号１３１Ｂを生成する。制御装置１３は、生成した発振制御信号１３１Ｂを、連続波レーザ発振器１４Ｂに向けて送信する。連続波レーザ発振器１４Ｂは、送信された発振制御信号１３１Ｂを受信する。
【００４６】
連続波レーザ発振器１４Ｂは、受信した発振制御信号１３１Ｂに応じて、連続波レーザ光５２を発振する。連続波レーザ発振器１４Ｂは、発振した連続波レーザ光５２を照射光学系１８Ｂに向けて出射する。照射光学系１８Ｂは、出射された連続波レーザ光５２を受光する。
【００４７】
制御装置１３は、受信した検知信号１２１に応じて、連続波レーザ光５２を照射する方向を制御し、かつ、照射された連続波レーザ光５２が集光する位置を制御するための、照射方向制御信号１３４Ｂを生成する。制御装置１３は、生成した照射方向制御信号１３４Ｂを、照射光学系１８Ｂに向けて送信する。照射光学系１８Ｂは、送信された照射方向制御信号１３４Ｂを受信する。
【００４８】
照射光学系１８Ｂは、受信した照射方向制御信号１３４Ｂに応じて、連続波レーザ光５２を照射する方向を調整し、かつ、照射した連続波レーザ光５２が集光する焦点距離を調整する。照射光学系１８Ｂは、受光した連続波レーザ光５２を、調整した方向に向けて、かつ、調整した焦点距離で集光するように、照射する。第２ステップＳ２０２の次には、第３ステップＳ２０３が実行される。
【００４９】
第３ステップＳ２０３において、照射された連続波レーザ光５２によって水中に気泡７０が発生する。より具体的には、照射された連続波レーザ光５２は、調整された位置に集光する。集光した連続波レーザ光５２によって、周囲の水が沸騰し、気泡７０が発生する。ここで、連続波レーザ光５２は持続的に照射され続け、気泡７０も持続的に発生し続ける。図１１Ａは、第２実施形態による水中物体破壊システム１が連続波レーザ光５２を照射する状態の一例を示す図である。第３ステップＳ２０３の次には、第４ステップＳ２０４が実行される。
【００５０】
第４ステップＳ２０４において、目標物体４０が気泡７０に向かって接近する。図１１Ｂは、第２実施形態による水中物体破壊システム１が連続波レーザ光５２を照射し続ける最中に目標物体４０が接近する状態を示す図である。第４ステップＳ２０４の次には、第５ステップＳ２０５が実行される。
【００５１】
第５ステップＳ２０５において、気泡７０によって発生するバブルジェット７１で目標物体４０を破壊する。より具体的には、連続波レーザ光５２によって水中に気泡７０が発生し、この気泡７０に目標物体４０が接近した結果、バブルジェット７１が発生し、発生したバブルジェット７１が目標物体４０を破壊する。図１１Ｃは、第２実施形態による水中物体破壊システム１が持続的に照射する連続波レーザ光５２によって生じる気泡７０によって目標物体４０が破壊される状態を示す図である。第５ステップＳ２０５の次には、第６ステップＳ２０６が実行されて、図１０のフローチャートは終了する。
【００５２】
連続波レーザ光５２は、集光位置を変えながら断続的に照射することで、複数の気泡７０を発生することが出来る。この構成例は、図７Ａに示した第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００５３】
さらに、連続波レーザ光５２は、気泡７０が一定間隔で並ぶように照射することで、目標物体４０を精度よく待ち構えることが出来る。この構成例は、図７Ｂに示した第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００５４】
連続波レーザ発振器１４Ｂおよび照射光学系１８Ｂは、図８Ａ〜図８Ｄに示した第１実施形態の場合と同様に、潜水艦２３、船舶２０、航空機２４などに搭載することが可能である。また、これらの場合には、連続波レーザ光５２を、水中または空中から照射することが可能である。
【００５５】
一般的に、連続波レーザ光５２は、パルスレーザ光５１と比較して、瞬間的な出力が低い。そのため、照射してから気泡７０が発生するまでに数十ミリ秒乃至数百ミリ秒のオーダーのタイムラグがかかる。その一方で、気泡７０を持続的に発生させることが可能であるので、魚雷などの目標物体４０が移動する方向は精度よく検知できてもその移動速度までは精度よく検知できない場合に、目標物体４０の破壊をより高い確率で実現出来る。
【００５６】
（第３実施形態）
第３実施形態では、第１実施形態で用いたパルスレーザ光５１と、第２実施形態で用いた連続波レーザ光５２とを併用することで、第１実施形態および第２実施形態の長所を両立する。ここで、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、切り替え動作によって片方ずつ照射しても良いし、両方を同時に照射しても良い。
【００５７】
（第３実施形態の第１構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を片方ずつ照射する場合、本実施形態による水中物体破壊システム１の第１構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、異なる照射光学系からそれぞれ照射されても良い。図１２Ａは、第３実施形態による水中物体破壊システム１の第１構成例を示すブロック回路図である。図１２Ａの水中物体破壊システム１は、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、連続波レーザ発振器１４Ｂと、パルスレーザ用の照射光学系１８Ａと、連続波レーザ用の照射光学系１８Ｂとを備える。
【００５８】
図１２Ａに示した第３実施形態の第１構成例は、図４に示した第１実施形態の場合と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、連続波レーザ発振器１４Ｂおよび連続波レーザ用の照射光学系１８Ｂが追加されている。また、図１２Ａに示した第３実施形態の第１構成例は、図９に示した第２実施形態の場合と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、パルスレーザ発振器１４Ａおよびパルスレーザ用の照射光学系１８Ａが追加されている。
【００５９】
制御装置１３、パルスレーザ発振器１４Ａおよびパルスレーザ用の照射光学系１８Ａの構成および接続関係については、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３、連続波レーザ発振器１４Ｂおよび連続波レーザ用の照射光学系１８Ｂの構成および接続関係については、第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３は、図示しない外部システム１２から受信する検知信号１２１に応じて、パルスレーザ光５１の発振を制御するための発振制御信号１３１Ａと、連続波レーザ光５２の発振を制御するための発振制御信号１３１Ｂとを、それぞれ適切なタイミングで生成出力することが望ましい。本実施形態の第１構成例による水中物体破壊システム１のその他の動作については、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００６０】
（第３実施形態の第２構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を片方ずつ照射する場合、本実施形態による水中物体破壊システム１の第２構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、補助的な光学系などによって同軸化されたのち、共通の照射光学系から照射されても良い。図１２Ｂは、第３実施形態による水中物体破壊システム１の第２構成例を示すブロック回路図である。図１２Ｂの水中物体破壊システム１は、制御装置１３と、パルスレーザ発振器１４Ａと、連続波レーザ発振器１４Ｂと、補助光学系としての反射鏡１５と、切替装置１６と、照射光学系１８Ｃとを備える。図１２Ｂの水中物体破壊システム１は、図４に示した第１実施形態の場合と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、連続波レーザ発振器１４Ｂおよび切替装置１６が追加されている。ここで、切替装置１６は、２つの受光口と、１つの出射口と、反射鏡１５とは別の反射鏡と、この反射鏡の位置または角度を調整するための駆動装置とを備えることが望ましい。
【００６１】
制御装置１３およびパルスレーザ発振器１４Ａの構成および接続関係については、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３および連続波レーザ発振器１４Ｂの構成および接続関係については、第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００６２】
図１２Ｂに示した各構成要素のその他の接続関係のうち、電気的な接続関係に注目すると、切替装置１６および照射光学系１８Ｃは、それぞれ、制御装置１３に接続されている。また、光学的な接続関係に注目すると、パルスレーザ発振器１４Ａの後段には切替装置１６が配置されており、切替装置１６の後段には照射光学系１８Ｃが配置されている。さらに、連続波レーザ発振器１４Ｂの後段にも、反射鏡１５を介して、切替装置１６が配置されている。なお、反射鏡１５は、パルスレーザ発振器１４Ａおよび切替装置１６の間に配置されていても良い。
【００６３】
第３実施形態の第２構成例の各構成要素の、反射鏡１５、切替装置１６および照射光学系１８Ｃに係る動作について説明する。
【００６４】
制御装置１３が発振制御信号１３１Ａを生成してからパルスレーザ発振器１４Ａがパルスレーザ光５１を発振するまでの一連の動作については、第１実施形態の場合と同様である。また、制御装置１３が発振制御信号１３１Ｂを生成してから連続波レーザ発振器１４Ｂが連続波レーザ光５２を発振するまでの一連動作については、第２実施形態の場合と同様である。切替装置１６は、第１受光口ではパルスレーザ光５１を受光し、第２受光口では連続波レーザ光５２を、反射鏡１５を介して、受光する。ここで、反射鏡１５は、連続波レーザ光５２を、連続波レーザ発振器１４Ｂの出射口から、切替装置１６の第２受光口へ導く。
【００６５】
制御装置１３は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２の切替を制御するための切替制御信号１３２を生成する。制御装置１３は、生成した切替制御信号１３２を切替装置１６に向けて送信する。切替装置１６は、送信された切替制御信号１３２を受信する。切替装置１６は、受信した切替制御信号１３２に応じて、駆動装置によって反射鏡の位置や角度などを調整する。こうすることで、切替装置１６は、制御装置１３の制御下で、第１状態と、第２状態とを切り替えることが出来る。すなわち、第１状態の切替装置１６は、第１受光口から受光するパルスレーザ光５１を出射口から選択的に出射する。また、第２状態の切替装置１６は、第２受光口から受光する連続波レーザ光５２を出射光から選択的に出射する。照射光学系１８Ｃは、選択的に出射されたパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を受光する。
【００６６】
制御装置１３は、照射光学系１８Ｃがレーザ光を照射する方向を制御し、かつ、レーザ光が集光する位置を制御するための、照射方向制御信号１３４Ｃを生成する。制御装置１３は、生成した照射方向制御信号１３４Ｃを、照射光学系１８Ｃに向けて送信する。照射光学系１８Ｃは、送信された照射方向制御信号１３４Ｃを受信する。照射光学系１８Ｃは、受信した照射方向制御信号１３４Ｃに応じて、照射方向および焦点距離を調整する。照射光学系１８Ｃは、調整した照射方向に向けて、かつ、調整した焦点距離に集光するように、受光したパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を照射する。
【００６７】
制御装置１３は、図示しない外部システム１２から受信する検知信号１２１に応じて、発振制御信号１３１Ａと、発振制御信号１３１Ｂと、切替制御信号１３２とを、それぞれ適切なタイミングで生成出力することが望ましい。本実施形態の第２構成例による水中物体破壊システム１のその他の動作については、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００６８】
（第３実施形態、第３構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を片方ずつ照射する場合、本実施形態による水中物体破壊システム１の第３構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、同一の発振器から発信され、かつ、同一の照射光学系から照射されても良い。図１２Ｃは、第３実施形態による水中物体破壊システムの第３構成例を示すブロック回路図である。図１２Ｃの水中物体破壊システム１は、制御装置１３と、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃと、照射光学系１８Ｃとを備える。
【００６９】
パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、制御装置１３の制御下で切り替わる、第１状態および第２状態を有する。すなわち、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、第１状態ではパルスレーザ光５１を発振し、第２状態では連続波レーザ光５２を発振する。
【００７０】
より具体的には、例えば、いわゆる「Ｑスイッチ」などのパルス化デバイスおよびこれを使用する方法が考えられる。すなわち、第１状態のパルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、パルス化デバイスが光学的に接続されており、パルスレーザ光５１を発振する。第２状態のパルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、パルス化デバイスが光学的に外されており、連続波レーザ光５２を発振する。
【００７１】
図１２Ｃに示した各構成要素の接続関係について説明する。電気的な接続関係に注目すると、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃおよび照射光学系１８Ｃは、それぞれ、制御装置１３に接続されている。また、光学的な接続関係に注目すると、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃの後段には、照射光学系１８Ｃが配置されている。
【００７２】
図１２Ｃに示した水中物体破壊システム１の動作について説明する。制御装置１３は、パルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２の発振およびその切り替えを制御するための発振制御信号１３１Ｃを生成する。制御装置１３は、生成した発振制御信号１３１Ｃを、パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃに向けて送信する。パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、送信された発振制御信号１３１Ｃを受信する。パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、受信した発振制御信号１３１Ｃに応じて、パルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を選択的に発振する。パルス／連続波切替可能レーザ発振器１４Ｃは、発振したパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を、照射光学系１８Ｃに向けて出射する。
【００７３】
制御装置１３が照射方向制御信号１３４Ｃを生成してから照射光学系１８Ｃがパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を照射するまでの動作については、図１２Ｂに示した第３実施形態の第２構成例の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００７４】
（第３実施形態、第４構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を同時に照射する場合、本実施形態による水中物体破壊システム１の第４構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、異なる照射光学系からそれぞれ照射されても良い。第３実施形態による水中物体破壊システム１の第４構成例を示すブロック回路図は、第３実施形態の第１構成例を示す図１２Ａと同一であるので、ここでは省略する。ただし、第１構成例の場合とは異なり、本構成例による水中物体破壊システム１は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を、同時に照射することが可能である。このため、本構成例では、制御装置１３が、発振制御信号１３１Ａおよび発振制御信号１３１Ｂを、パルスレーザ発振器１４Ａおよび連続波レーザ発振器１４Ｂに、それぞれ、同時に送信しても良い。
【００７５】
本構成例による水中物体破壊システム１のその他の構成および動作は、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００７６】
（第３実施形態、第５構成例）
パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を同時に照射する場合、本実施形態による水中物体破壊システム１の第５構成例として、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２は、異なる発振器からそれぞれ発振し、かつ、同一の照射光学系から照射されても良い。図１２Ｄは、第３実施形態による水中物体破壊システム１の第５構成例を示すブロック回路図である。図１２Ｄの水中物体破壊システム１は、図１２Ｂに示した本実施形態の第２構成例と比較して、以下の相違点を有する。すなわち、切替装置１６が、同軸化装置１７に置き換えられている。ここで、同軸化装置１７は、２つの受光口と、１つの出射口とを備えていることが望ましい。同軸化装置１７は、２つの受光口でそれぞれ受光する２つのレーザ光を同軸化して出射口から出射する。
【００７７】
制御装置１３およびパルスレーザ発振器１４Ａの構成および接続関係については、第１実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。制御装置１３および連続波レーザ発振器１４Ｂの構成および接続関係については、第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００７８】
同軸化装置１７に係る各構成要素の接続関係について説明する。電気的な接続関係に注目すると、同軸化装置１７は、制御装置１３に接続されている。また、光学的な接続関係に注目すると、パルスレーザ発振器１４Ａの後段には、同軸化装置１７の第１受光口が配置されている。連続波レーザ発振器１４Ｂの後段には、反射鏡１５を介して、同軸化装置１７の第２受光口が配置されている。同軸化装置１７の後段には、照射光学系１８Ｃが配置されている。
【００７９】
第３実施形態の第５構成例の各構成要素の、同軸化装置１７に係る動作について説明する。
【００８０】
制御装置１３が発振制御信号１３１Ａを生成してからパルスレーザ発振器１４Ａがパルスレーザ光５１を発振するまでの一連の動作については、第１実施形態の場合と同様である。パルスレーザ発振器１４Ａは、発振したパルスレーザ光５１を、同軸化装置１７の第１受光口に向けて出射する。同軸化装置１７は、出射されたパルスレーザ光５１を、第１受光口で受光する。
【００８１】
制御装置１３が発振制御信号１３１Ｂを生成してから連続波レーザ発振器１４Ｂが連続波レーザ光５２を発振するまでの一連動作については、第２実施形態の場合と同様である。連続波レーザ発振器１４Ｂは、発振した連続波レーザ光５２を、同軸化装置１７の第２受光口に向けて出射する。
【００８２】
制御装置１３は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２の同軸化を制御するための同軸化制御信号１３３を生成する。制御装置１３は、生成した同軸化制御信号１３３を、同軸化装置１７に向けて送信する。同軸化装置１７は、送信された同軸化制御信号１３３を受信する。同軸化装置１７は、受信した同軸化制御信号１３３に応じて、パルスレーザ光５１を受光する第１受光口の光軸方向と、連続波レーザ光５２を受光する第２受光口の光軸方向と、同軸化したパルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を出射する出射口の光軸方向とを、それぞれ調整する。同軸化装置１７は、出射されたパルスレーザ光５１を、光軸方向を調整した第１受光口で受光する。同軸化装置１７は、出射された連続波レーザ光５２を、光軸方向を調整した第２受光口で受光する。同軸化装置１７は、受光したパルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を同軸化し、光軸方向を調整した出射口から照射する。
【００８３】
制御装置１３は、図示しない外部システム１２から受信する検知信号１２１に応じて、発振制御信号１３１Ａと、発振制御信号１３１Ｂと、同軸化制御信号１３３とを生成出力する。第３実施形態の第５構成例による水中物体破壊システム１のその他の動作については、第１実施形態または第２実施形態の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。
【００８４】
以上に説明したように、第３実施形態による水中物体破壊システム１および水中物体破壊方法は、パルスレーザ光５１および連続波レーザ光５２を、切り替えて、または、同時に照射することによって、第１実施形態および第２実施形態の長所を両立することを可能とする。
【００８５】
（第４実施形態）
第４実施形態では、第１〜第３実施形態にフィードバック制御を追加する。すなわち、レーザ光の照射によって気泡７０またはプラズマ６０が発生したことを示す音や、反対に不発に終わったことを示す無音状態を、ソナーなどの観測装置によって観測し、その結果をフィードバックして照射光学系の調整を行う。
【００８６】
図１３は、第４実施形態による水中物体破壊システム１の一構成例を示すブロック回路図である。図１３に示した水中物体破壊システム１は、一例として、図１２Ｃに示した第３実施形態の第３構成例に、ソナー１１を追加したものである。ソナー１１は、制御装置１３に電気的に接続されている。なお、このソナー１１は、図示しない外部システム１２の一部であっても良い。
【００８７】
本実施形態による水中物体破壊システム１の動作、すなわち本実施形態による水中物体破壊方法について説明する。図１４は、第４実施形態による水中物体破壊方法の一例を示すフローチャートである。図１４のフローチャートは、第０ステップＳ３００〜第７ステップＳ３０７の、合計８のステップを含んでいる。図１４のフローチャートは、第０ステップＳ３００から開始する。第０ステップＳ３００の次には、第１ステップＳ３０１が実行される。
【００８８】
第１ステップＳ３０１において、水中物体破壊システム１は、目標物体４０を探知する。本実施形態による第１ステップＳ３０１は、第１実施形態による第１ステップＳ１０１と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。第１ステップＳ３０１の次には、第２ステップＳ３０２が実行される。
【００８９】
第２ステップＳ３０２において、水中物体破壊システム１は、目標物体４０の至近に集光するようにパルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２を照射する。この動作は、第３実施形態の第３構成例の場合と同様であるので、さらなる詳細な説明を省略する。図１５Ａは、第４実施形態による水中物体破壊システム１がレーザ光を照射する状態の一例を示す図である。第２ステップＳ３０２の次には、第３ステップＳ３０３が実行される。
【００９０】
第３ステップＳ３０３において、水中物体破壊システム１は、結果を観測する。すなわち、レーザ光の照射によって気泡７０やプラズマ６０が発生したかどうか、発生したなら目標物体４０を破壊したかどうかについて、周囲の音をソナー１１で観測して判定する。ここで、ソナー１１は、観測した音１１１を電気的に変換して観測信号１１２を生成し、生成した観測信号１１２を制御装置１３に向けて送信する。制御装置１３は、送信された観測信号１１２を受信し、上記の判定を行う。第３ステップＳ３０３の次には、第４ステップＳ３０４が実行される。
【００９１】
第４ステップＳ３０４において、水中物体破壊システム１は、気泡７０またはプラズマ６０が発生したかどうかを判定する。図１５Ｂは、第４実施形態による水中物体破壊システム１が照射したレーザ光が想定より近距離に集光されたことを検知した状態の一例を示す図である。例えば、照射光学系１８Ｃから１００メートル先で集光するように照射条件および集光条件を調整した上でパルスレーザ光５１を照射したのに、その結果として発生した衝撃波をソナー１１で観測したところ、実際には照射光学系１８Ｃから９０メートル先で集光されたと推定される場合などが考えられる。このように、気泡７０やプラズマ６０が発生した場合（ＹＥＳ）は、第４ステップＳ３０４の次に第５ステップＳ３０５が実行される。反対に、レーザ光が集光する前に減衰して不発に終わった場合には、すなわち気泡７０やプラズマ６０が発生しなかった場合には、ソナー１１に到達するべき音も発生しない。図１５Ｃは、第４実施形態による水中物体破壊システム１が照射したレーザ光が集光されずに衝撃波が発生しなかったことを検知した状態の一例を示す図である。例えば、照射光学系１８Ｃから１００メートル先で集光するように照射条件を調整した上でパルスレーザ光５１を照射したのに、その結果として発生すべき衝撃波が一定時間以内にソナー１１で観測出来なかった場合などが考えられる。このような不発の原因としては、レーザ光の伝搬中の減衰が想定よりも大きく集光点まで十分なエネルギーが到達しなかった可能性や、潮流の影響によってレーザ光が十分に集光しなかった可能性などが考えられる。気泡７０やプラズマ６０が発生しなかった場合（ＮＯ）には、第４ステップＳ３０４の次に第６ステップＳ３０６が実行される。
【００９２】
第５ステップＳ３０５において、水中物体破壊システム１は、目標物体４０を破壊したかどうかを判定する。目標物体４０が破壊された場合は、そのことを示す音が発生するので、ソナー１１はこの音を検知することが出来る。この場合（ＹＥＳ）は、第５ステップＳ３０５の次に第７ステップＳ３０７が実行されて、図１４のフローチャートは終了する。反対に、気泡７０またはプラズマ６０が発生していながら、目標物体４０が破壊された音を検知できなかった場合は、図１５Ｂに示したように、レーザ光が想定とは異なる位置に集光してしまったなどの原因が考えられる。この場合（ＮＯ）は、第５ステップＳ３０５の次に第６ステップＳ３０６が実行される。
【００９３】
第６ステップＳ３０６において、水中物体破壊システム１は、観測結果をフィードバックしてレーザ光の照射条件を調整する。ここで、調整される照射条件は、例えば、パルスレーザ光５１または連続波レーザ光５２の選択、レーザ光の出力強度、レーザ光の照射方向、レーザ光の集光位置などが含まれていても良い。第６ステップＳ３０６の次には、第１ステップＳ３０１が実行される。図１５Ｄは、第４実施形態による水中物体破壊システム１がフィードバック制御によって再度レーザ光を照射する状態の一例を示す図である。
【００９４】
以上に説明したように、本実施形態によれば、水中物体破壊システム１を搭載する船舶２０の動きや、船舶２０または目標物体４０の周辺の潮流などの影響を補正して、レーザ光の集光をより精度よく行うことが可能となる。
【００９５】
（第５実施形態）
魚雷などの水中物体である目標物体４０を破壊する目的が、船舶２０をこの目標物体４０の脅威から防御することである場合に、船舶２０から出射したレーザ光からバブルジェット７１や衝撃波６１が発生すると、これらは別の目標物体４０が誘導目標に設定する音源になる可能性がある。そこで、第５実施形態では、外部システム１２および制御装置１３を搭載する船舶２０からは分離されているデコイなどからレーザ光を照射する。図１６は、第５実施形態による水中物体破壊システム１の一構成例を示す図である。図１６に示した構成例では、船舶２０から曳航式デコイ２１および自走式デコイ２２が分離されている。
【００９６】
図１６に例示したように、曳航式デコイ２１は、照射光学系を搭載し、パルスレーザ光５１を照射し、その結果として発生する衝撃波６１によって目標物体４０を破壊することが出来る。こうすることで、曳航式デコイ２１から発生する衝撃波６１を検知した別の目標物体４０が曳航式デコイ２１に向かって移動したとしても、曳航式デコイ２１から分離している船舶２０は、この別の目標物体４０の脅威を回避することが出来る。なお、曳航式デコイ２１は、パルスレーザ光によって目標物体４０を破壊しても良いし、連続波レーザ光５２を照射しても良い。
【００９７】
なお、レーザ発振器は、曳航式デコイ２１に搭載しても良いが、曳航式デコイ２１と、船舶２０とは、曳航用のケーブルなどによって物理的に接続されているので、レーザ発振器を船舶２０に搭載することも可能である。すなわち、後者の場合、レーザ発振器と、照射光学系との間を、光ファイバなどの光学系を用いて光学的に接続し、船舶２０のレーザ発振器から出射したレーザ光を、曳航式デコイ２１の照射光学系まで導光して出射することが可能である。
【００９８】
図１６に例示したように、自走式デコイ２２も、曳航式デコイ２１と同様に、パルスレーザ光５１を照射し、その結果として発生する衝撃波６１によって目標物体４０を破壊することが出来る。ただし、自走式デコイ２２は、船舶２０との間に物理的な接続が無いので、自走式デコイ２２はレーザ発振器を搭載していることが望ましい。なお、自走式デコイ２２も、パルスレーザ光によって目標物体４０を破壊しても良いし、連続波レーザ光５２を照射しても良い。
【００９９】
本実施形態によれば、船舶２０から分離された曳航式デコイ２１や自走式デコイ２２からレーザ光の照射を行うことによって、船舶２０の遠方でバブルジェット７１や衝撃波６１を発生させることが可能となる。したがって、魚雷などの目標物体４０の破壊による、防御対象である船舶２０への影響を、軽減することが出来る。
【０１００】
以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。また、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【０１０１】
１  水中物体破壊システム
１１  ソナー
１１１  音
１１２  観測信号
１２  外部システム
１３  制御装置
１３１Ａ  発振制御信号
１３１Ｂ  発振制御信号
１３１Ｃ  発振制御信号
１３２  切替制御信号
１３３  同軸化制御信号
１３４Ａ  照射方向制御信号
１３４Ｂ  照射方向制御信号
１３４Ｃ  照射方向制御信号
１４Ａ  パルスレーザ発振器
１４Ｂ  連続波レーザ発振器
１４Ｃ  パルス／連続波切替可能レーザ発振器
１５  反射鏡
１６  切替装置
１７  同軸化装置
１８Ａ  照射光学系
１８Ｂ  照射光学系
１８Ｃ  照射光学系
２０  船舶
２１  曳航式デコイ
２２  自走式デコイ
２３  潜水艦
２４  航空機
３０  潜水艦
３１  発射音
４０  魚雷
４１  予想針路
５１  パルスレーザ光
５２  連続波レーザ光
６０  プラズマ
６１  衝撃波
７０  気泡
７１  バブルジェット
８０  航空機
１００  船舶
２０１  気泡
２０２  衝撃波
２０３  水流
２０４  バブルジェット
３００  高出力レーザ照射装置
３０１  高出力レーザ発振器
３０２  照射光学系
３０３  高出力レーザ光
４００  目標
４０１  被照射部分
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１５Ｄ】
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【図１６】
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