资料图:99式主战坦克激光对抗系统搭载于坦克炮塔上方右侧
资料图:解放军战术级激光武器系统进行试射
高能激光一直被视为21世纪最有前途的武器,并以其远射程和强大杀伤力得到各军事强国的追捧。中国的军用激光技术发端于上世纪60年代,目前已经取得一定的应用成果。今年2月出版的台湾《全球防卫杂志》为此特别撰文,介绍了大陆激光武器的装备和使用情况。本报摘录其要点供读者参考,不代表证实原文内容。 ——编者
坦克搭载激光器属“世界首创”
文章指出,得益于数十年经验的积累,中国大陆目前研发的激光武器约有七八种,其中又以配备舰艇及陆战兵器的战术性激光武器为多。这类“轻量级”激光武器的代表作,当属配备于99式主战坦克上的“激光压制观瞄系统”。
从外观来看,该系统由主控电脑、激光发射器、热成像仪和干扰机组成,通常安装在坦克炮塔左后方的旋转平台上,车长与炮长均可操作。据估测,该设备能够持续发射100兆焦左右功率的蓝绿激光,其威力足以烧伤2公里以外敌军士兵的视网膜,或直接给对方的光电设备造成毁伤。
“激光压制观瞄系统”拥有被动和主动两种工作状态。当系统处于被动模式时,主要依靠告警设备感知敌军方位,并由干扰机射出一束较弱的激光以标定目标位置;经电脑确认之后,激光束的功率骤然增强从而对目标形成“硬杀伤”。如果开启主动模式,该系统则首先借助低能量脉冲对可疑区域实施扫描,一旦识别出对方观瞄仪器镜头所反射回的微光便自动开火将其摧毁。换言之,“搜寻并消灭”就是对其作战使命的最简单概括。
基于“激光压制观瞄系统”的致盲效用,某些人曾将其视作有违人道的兵器。对此,曾任美国陆军总参谋长的维克汉将军在接受国会质询时明确表示:“战争总会致人死伤,即使激光武器让敌军士兵瞎眼,这也总比要了他们的命强。”
事实上,美俄两国早就开发了功能类似的激光武器系统,但将其与主战坦克相结合却是中国的首创。文章根据大陆媒体的公开报道判断,“激光压制观瞄系统”已相当成熟,技术上居于世界领先地位。不过,受制于激光本身的物理特性,这种武器在实战中仍会受到雨雾等不良气候的影响,若对手使用反射涂层、护目镜等对抗手段,它的杀伤力也会打些折扣。
“杀手锏”能让卫星“失明”
如果说频频上镜的“激光压制观瞄系统”仅仅具有战术层级的意义,那么另外一种威力更大、更为神秘的武器则无疑是中国战略威慑能力的体现。这就是被大陆科研部门和军方誉为“杀手锏”的陆基反卫星激光武器。
资料图:简氏防务称解放军改进型99A2主战坦克用主动防护系统替代了原先的激光对抗装置
《全球防卫杂志》依据他们所掌握的资料进行分析指出,该“杀手锏”系统在数年前就已部署到西北某地,由于采用固定式发射平台,其重量和体积都十分庞大。
据信,这门“激光大炮”的性能与美国的“中红外先进化学激光器”(MIRACL)接近,最大功率达到2.5兆瓦。
如果利用此种强度的高能激光对“敌国”的卫星实施照射,轻则可以致盲卫星搭载的探测设备,重则能够直接破坏卫星的主体结构,令其脱离轨道或解体坠落。
“杀手锏”系统的实用化,使解放军拥有了除弹道导弹以外的另一种反卫星手段。实际上,早在2006年秋季,美国《国防新闻》就报道了中国使用高能激光多次对美国间谍卫星实施干扰的情况。
文章据此研判认为,单纯的“试验”目的并不能完全解释大陆军方的上述行动,导致美国卫星暂时性“失明”的数次攻击,或许是为了掩护当时同步进行的“其他秘密任务”。
作为总结,作者在原文最后指出:“高能激光武器在未来战场上的应用将会愈发普遍,加之中国大陆在这一领域坐拥强大技术储备,其在这一领域的进展势必越来越快,从而对潜在竞争对手构成巨大威胁。”但另一方面,受技术条件限制,中国大陆目前装备的反卫星激光武器仍然存在无法完全克服大气干扰、机动能力不足和射击“窗口”偏小的缺陷,这些问题都在相当程度上制约了其作战效能的全部发挥。
资料图:美军激光武器试验进行中
第二张图好像是假的吧~~~ 人的眼睛从侧面看见的光应该是激光通过大气时散射出来的,可是图里那个颜色好像很浓哎
同意7楼的,高能激光器+可控核聚变装置。这就可以为激光武器提供强大的能源保证了。 |
而这两样我国都是世界领先的~如果激光可以大规模使用,那对于军备的技术会是一次革命。最简单的就是激光防空,那超音速巡航立即就成了花架子~
现在世界上还有没听说哪个国家研制成功电能激光,几乎所有的激光都是化学激光。所以要想和核聚变反应堆搭配使用的话,必须先要跨越电能激光这个大的瓶颈在行的。
【郭桐兴】 能不能给我们介绍一下世界上激光技术发展的现状是什么情况?
【许祖彦】 在这之前我们先说一下激光是怎么产生的。激光必须是具备一个泵浦源,一个激光介质,中间会有一些发光中心,发光中心一般状态下是低能态,如果被激发以后就会是高能态,如果高能态粒子数比低能态的多,叫粒子数反转,这个时候介质就会产生荧光。如果发生了一个光子辐射的话,这个辐射可能就被这个介质放大,放大后产生的光和原来的辐射也是同波长,同方向,同偏振,这就是爱因斯坦的受激辐射原理。如果我们产生光放大以后,用谐振腔规范了它的发射方向,就会产生振荡。这就是激光产生的原理。激光的理论基础是1916年到1917年爱因斯坦提出光量子理论,1951到1954年的时候,汤斯、巴索夫、普罗霍夫做了氨分子微波振荡器,到了1958年他们又指出,能够把微波的发射扩展到光波波段,这就是我们通常说的激光了。1960美国人做了世界上第一台激光器,它的波长是红色的,用的是红宝石晶体,自从1960年激光出现了以后,全世界都知道了激光的重大意义,所以都在搞。我们中国是1961年由中国科学院长春光机所研制出来的。
【郭桐兴】 现在激光技术的现状是一个什么情况呢?
【许祖彦】 激光技术已经发展了近50年,这半个世纪以来激光技术得到了长足的进步,产生了多种多样的神奇激光。激光学界经常是以产生激光的介质来对激光进行分类。比如说固体激光、气体激光、液体激光、自由电子激光、半导体激光、化学激光、准分子激光和光纤激光等等。这些都是当前用途很广的。比如说固体激光,我们有红宝石激光,或者是掺钕离子的钇铝石榴石晶体激光等等。固体激光的特点是用光来泵浦,比如说闪光灯,它的特点是什么呢,就是说可以产生很高的功率,很大的能量,但它体积小,寿命很长。比如说现在的固体激光已经超过三万瓦的功率了,一个脉冲能量可以达到万焦耳,高的可以达到兆焦耳。
【郭桐兴】 它的功率是相当大了?
【许祖彦】 对,功率很大,它的亮度也很高,聚焦以后峰值功率可以到每平方厘米1023瓦。所以固体激光是当前非常重要的一种激光器。第二种就是气体激光器,这个就比较广泛了。比如说用氦氖来做,用氩气来做,用二氧化碳、一氧化碳气体都能做激光。氦氖激光是单色性好的红光,主要是用于做检测。氩离子激光是蓝绿色的光,主要用于科研。二氧化碳激光波长是十个微米左右,功率可以做到很大,目前都已经做到万瓦了。液体激光的介质就是液体,很大一个特点就是波长可以变化,比如说燃料激光可以从紫外变到红外。 下面特殊一点的激光就是自由电子激光,是用达到相对论的速度的电子群与周期磁场相互作用而产生受激辐射。这个激光有很大的特点,就是波段很宽,它可以从X光到毫米波,都能产生。第二个它是由电子产生的,原则来说没有输出功率的上限,这个前景非常广大,但正处于发展阶段,已经做到千瓦了。还有一种激光就是半导体激光,这是用电流直接驱动的。它也有一个特点,是毫米那么大,效率非常高,理论上可以达到80%,寿命非常长,可以做到十万小时以上,同时价格很低,波长很多,可以从紫外到中红外,范围很宽。比如说一毫米的激光器可以达到瓦级的功率,如果列阵起来就可以达到万瓦的功率,所以半导体激光是用途非常好的激光。
【郭桐兴】 半导体激光是用电作为驱动源,用半导体作为介质吗?
【许祖彦】 对,它不像固体,固体需要用电驱动闪光灯,然后再泵浦激光介质发光。
【郭桐兴】 所以半导体的前途非常好?
【许祖彦】 对,下一个就是化学激光。这是由化学反应释放出来的能量来驱动的,所以不需要外能源,不需要外加电、外加光。功率可以做到很大,波长是近红外和中红外。现在已经做到了兆瓦的功率,106瓦,主要是用在军事上。再往下一种是准分子激光,就是说在平常情况之下是原子,激发态才结合成分子,准分子激光波长短,在紫外和深紫外。后面还有一个就是光纤激光,光在光纤里传播就像水在水管里流那样,这有很大的优越性,如果光纤里面掺有激光发光的稀土离子,经过光泵,它就可以发出激光。它的特点是光纤很长,所以激发出来的激光效率就很高,同时光纤又很细,所以它发出的光亮度很高,光束质量很高,现在已经做到了万瓦,所以它也是一个很好的东西。大体世界上激光发展到了这个程度,从毫瓦到兆瓦的情况都有了。激光的种类很多,各有特点,各有所长。
【郭桐兴】 所以用途也是非常宽泛的。能不能给我们介绍一下激光有什么用途?具体在我们日常生活当中应用具体表现在什么地方?
【许祖彦】 刚才我们介绍了激光的种类,是用激光产生的介质来分类的。我们说激光用途的话,主要是从激光特性来说的,就是什么用途用什么样的激光器,有什么样的特性适合做什么样的用途。由于激光有三大特点,所以它诞生以来,各行各业的人都在想方设法去用它。另一方面,激光技术也应各方面需求的推动,也在研制各种各样的先进激光,来满足社会各方面的需求。最早的应用,主要是应用激光方向性好这一点。60年代激光发明以后,很快就有人拿它去测月球,激光发射被反射回来,精确测到地球到月球的距离。由此以后推广了激光测距。
【郭桐兴】 通过激光手段来检测两地的距离?
【许祖彦】 对。同时包括一些体育比赛,都不是用尺子量了,也是通过激光测距。比如说飞船的对接也是通过激光,精确地把两个飞船之间的三维距离测量的很清楚。包括还有一些应用在飞机上,甚至于现在已经发展到了激光成像雷达。
【郭桐兴】 包括物体的形状都可以显现出来?
【许祖彦】 对。因为它方向性好。用激光的方向性好、单色性好这样两个特点还可以做通信,大家都知道非常伟大的上世纪的一个东西,就是光纤通信,半导体激光通过光纤传输到几千公里以外去,大家知道光频是1015赫兹,如果用调频,带宽非常宽,所以这就是宽带的技术。半导体激光和光纤结合起来,就成为了现在的宽带光纤通信,目前说3G,都已经宽到大家用不完的地步。这是第一个贡献,如果没有这个的话,我们现在传输不了这么多信息。当然除了光纤通信以外,还可以用自由空间通信。最近几年又出来一个东西,叫量子保密通信,也是用激光的。它理论来说保密通信是不可被人盗取的,所以这是最新的技术,全世界都在发展。从普通的宽带通信,一直到保密通信都在用激光,并且得到了很大的发展。
第二个是光的存储,现在家里都有DVD光盘机,现在一个光盘8个G,过去我们很难想象那么小小的光盘可以承载下那么多个大片,这就是激光存储。存储也有两种,一个是就是光盘式的,还有一种全息体存储,一个立方厘米就可以把北京图书馆装进去。
【郭桐兴】 这些技术的前途都是没法想象的。
【许祖彦】 对,一般来说信息,包括信息的存储、传输、显示。
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【郭桐兴】 通过您刚才介绍激光的用途之广泛,对人类生活影响之大,可见我们以后要更加重视激光技术的研究。您觉得激光将来会在哪些方面更多地对人类有影响呢?
【许祖彦】 激光技术发展本身来说大体有这样几个方向,一个方向就是高功率,高亮度,就是激光输出的功率。像固体激光做到万瓦了。同时可能会有两个基础问题,第一个随着激光功率的提高,光束质量不会跟着提高,甚至于激光功率提高到一定程度的时候,光束质量是下降的,这样就不能保持激光的高亮度,这就是一个基本的问题,在这个方面也开展了很多研究,就是怎样高功率和高光束质量同时达到。现在研究了很多这方面的技术,这个问题发展出了一些新的激光技术。过去固体激光是用闪光灯,泵浦光是白色光源,而激光介质只吸收里面的一部分光,其他大部分光都去加热激光介质了。半导体激光效率很高但光束质量差,后来随着它的发展,就把这个激光器对准固体激光器吸收带作泵浦,固体激光一下子就从千瓦提高到了万瓦,提高了一个量级。即便是这样,激光的散热面积还是有限,于是就发明了光纤激光,光纤激光几米长,几十米长,几个微米那么大的孔径,这样的话散热面积就很大,光束质量也很好。这是为了解决高功率激光的功率加大以后,激光质量下降而发明的新技术。就是说激光技术最主要的发展方向,即为了解决光束质量变坏,不能保持激光高亮度的矛盾而在不断发明新技术。
【郭桐兴】 由此可以延伸出很多新的技术。
【许祖彦】 将来也会产生很多新技术。还有一个问题,就是激光材料受不了了,破坏了,所以在材料领域也需要有所创新,要解决破坏的问题。如果要解决这个问题的话,是单台激光器提高输出功率,现在最新的是陶瓷激光,也正在发展当中。还有一个东西是光束合成,因为单台激光最后会到达极限,这时可以多台激光合成一个光束,比如说十台激光,每台一万瓦,可以合成为十万瓦。可以把多台激光做到波长一致,方向一致,然后让他们相干,叫做相干合成。或者是非相干合成,把他们叠在一起。这些都是很重要的发展方向。
第二个发展方向,激光波长是可调控的,其一是变频激光,其二是朝宽频段发展。长波,现在已经做到了中红外波段,像亚毫米波,甚至于毫米波。现在是朝两极方向发展。刚才我介绍的深紫外能谱仪是朝短的方向发展。现在长波研究的热点是亚毫米波与远红外之间那一段,叫太赫兹波。如果作为安检,一个人身上带着枪,你看不见,通过激光一照就可以马上发现,而且对人也没有伤害。它还有很多很多的用途,也有很多的发展。这是第二个发展方向,就是说波长可以调。
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同意7楼的,高能激光器+可控核聚变装置。这就可以为激光武器提供强大的能源保证了。




