激光器的生產(chan) 對現代科學界來講算是個(ge) 新生事物。第一台激光器是在二十世紀六十年代開發的，代表了國際軍(jun) 事戰爭(zheng) 態勢激烈變化的開始；二十世紀七十年代末和八十年代也是努力將激光器發展成為(wei) 武器係統的繁忙時期。各大軍(jun) 事大國的軍(jun) 事和工業(ye) 部門都在努力掌握高功率激光技術、光束控製技術和自適應光學。

1999年，美國國防部正式承認激光器是未來的武器，並開始研發（R＆D）。2000年，聯合高能激光技術辦公室成立，旨在將所有的激光技術結合在一起，開發出可供戰士使用的完整的激光武器係統。

一般來說，激光武器是功率超過50千瓦到兆瓦，可用於(yu) 對付敵人的任何激光，這比商用激光器的功率大得多。 因此，激光武器需要更多的支持需求，包括：

• 環境和人員安全

  Environmental and personnel safety

• 鏡麵塗層

  Mirror coatings

• 低溫要求

  Chilling requirements

• 電源要求

  Power requirements

• 激光燃料儲(chu) 存

  Laser fuel storage

• 校準和跟蹤要求

       Alignment and tracking requirements

化學激光器

1960年，第一台激光器（紅寶石激光器）建成，但功率很小，此後是更多的激光技術開始發展起來。1965年，伴隨著美國國防部開始研究和開發更強大的武器應用激光器，第一台化學激光器，氟化氫（HF）建成，功率1千瓦。隨後，1968年，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）的基線演示激光器產(chan) 生了100千瓦的功率；1975年，海軍(jun) - ARPA化學激光器（NACL）產(chan) 生了250千瓦的功率。

第一台紅寶石激光器由研究物理學家Theodore H. Maiman於(yu) 1960年研發

固體(ti) 激光器

固體(ti) 激光器就是用固體(ti) 激光材料作為(wei) 工作物質，一般采用光學透明的晶體(ti) 或者玻璃作為(wei) 基質材料，摻以激活離子或者其他激活物質等構成，主要有紅寶石激光器、釹玻璃激光器和Na... YAG激光器。其中，玻璃激光工作物質容易製成均勻的大尺寸材料，用於(yu) 高能量或高峰值功率激光器，但熒光譜線較寬，熱效能較差，不適合在高平均功率下工作。而晶體(ti) 激光物質具有良好的熱性能和機械性能，且有窄的熒光譜線，但不易獲得大尺寸材料的晶體(ti) 。固體(ti) 激光使用晶體(ti) 或是玻璃作為(wei) 激光介質，依靠電能驅動，結構緊湊，成本低，用途廣泛，適應性強，適合緊湊型武器係統。盡管固體(ti) 激光器不能像化學激光器那樣可以達到兆瓦級的功率，但它們(men) 還有一個(ge) 很大的優(you) 點，就是比化學激光器更容易穿透大氣。

不同基質材料的固體(ti) 激光器的特點

化學激光器

化學激光武器是激光武器中最成熟的類型，它利用工作物質的化學反應所釋放的能量激勵工作物質產(chan) 生激光，例如以氟化氮作為(wei) 氧化劑使得乙烯燃料在燃燒室內(nei) 發生燃燒，在燃燒室的下遊，氖氦混合氣體(ti) 被注入燃燒後的尾氣中，產(chan) 生自由的DF分子，這些分子在激光器的諧振腔內(nei) 受激發後，產(chan) 生激光。目前常見的化學激光武器有氧-碘激光武器、氟化氫激光武器、氟化氖激光武器等。目前氧碘化學激光武器裝置技術的研究重點是提高效率和輕型設計，以便減輕係統重量和改進作戰適用性。研究盡可能利用塑料代替金屬，同時研究燃料的再循環工作問題。

20世紀80年代中期開發的中紅外高級化學激光器（MIRACL）是美國研發化學激光器的重點項目。 MIRACL產(chan) 生的是連續波，中紅外（3.8-μ）激光，其操作類似於(yu) 燃料（乙烯，C2H4）用氧化劑（三氟化氮，NF3）燃燒的火箭發動機。光束可以被引導到許多不同的測試區域或SEA LITE光束導向器進行測試。

20世紀80年代中期，在新墨西哥州白沙導彈靶場的陸軍(jun) 高能激光係統試驗設施（HELSTF）中，MIRACL項目的激光和光束導向器被整合在一起。 整合之後，在以下領域進行了廣泛的測試：

高功率光學組件和波束調節

• 光束控製技術

• 高功率傳(chuan) 播

• 目標受到傷(shang) 害和脆弱性

• 瞄準殺傷(shang) 力

MIRACL支持的測試包括：

   •   飛行無人機（BQM-34）

   •   帶有飛行無人機的常規防衛計劃

   •   使用防暴導彈進行高速目標測試

   •   飛行無人機進行高空目標測試

   •   使用1.5米孔徑的導彈和羽流測試

   •   放射性校準的圖像和光譜輻射測量

這些成功的測試使得許多人認為(wei) MIRACL是海軍(jun) 激光武器係統（LWS）之前海軍(jun) 開發的第一個(ge) 也是唯一一個(ge) 成功的激光武器係統。

氣體(ti) 激光器

氣體(ti) 激光器利用氣體(ti) 作為(wei) 工作物質產(chan) 生激光的器件。它由放電管內(nei) 的激活氣體(ti) 、一對反射鏡構成的諧振腔和激勵源等三個(ge) 主要部分組成（圖1）。主要激勵方式有電激勵、氣動激勵、光激勵和化學激勵等。其中電激勵方式最常用。在適當放電條件下，利用電子碰撞激發和能量轉移激發等，氣體(ti) 粒子有選擇性地被激發到某高能級上，從(cong) 而形成與(yu) 某低能級間的粒子數反轉，產(chan) 生受激發射躍遷。氣體(ti) 激光器結構簡單、造價(jia) 低，操作方便，工作介質均勻，光束質量好以及能長時間較穩定地連續工作。

二氧化碳激光器屬於(yu) 氣體(ti) 係列。 這些激光器是最早的，真正的高功率激光器，並且一直是用於(yu) 高能激光（HEL）武器研發的最重要的激光器之一。 在工業(ye) 中，更強大的CO2激光器用於(yu) 焊接，鑽孔和切割。二氧化碳激光器已被研究用作非致命武器。氣體(ti) 動力激光器（GDL）是一種基於(yu) 分子振動態鬆弛速度差異的CO2激光器。 激光介質的氣體(ti) 具有這樣的性質：能量較低的振動狀態比較高的振動狀態放鬆得更快; 從(cong) 而在特定的時間內(nei) 實現人口反轉。

光纖激光器

FOL采用摻雜光纖作為(wei) 增益介質。與(yu) SSL相似，FOL的輸出與(yu) 摻雜的稀土元素有關(guan) 。近年來，隨著激光二極管泵浦技術和雙包層摻雜光纖製造工藝的進步，光纖激光器煥發出蓬勃生機。與(yu) 常規光纖不同，雙包層光纖多了一個(ge) 用來傳(chuan) 輸泵浦光的內(nei) 包層。內(nei) 包層的橫向尺寸和數值孔徑都比光纖纖芯大得多。采用雙端泵浦方式，泵浦光進入內(nei) 包層中反射並多次穿過纖芯被摻雜的稀土金屬離子吸收。

FOL輸出功率的大小在很大程度上取決(jue) 於(yu) 泵浦技術的發展，當前利用更為(wei) 先進的並行側(ce) 向泵浦技術將多個(ge) 泵浦二極管激光器輸出的泵浦光同時耦合進入到光纖的內(nei) 包層，再加之分叉形光纖的使用，可方便地對其進行級聯，進一步增大了激光器的輸出功率。當前，單模光纖激光器的輸出功率已經達到了10kW以上。

IPG CW光纖激光器，其產(chan) 生適度的光束質量，通過熱加熱和燒穿導致材料和部件的損壞。 海軍(jun) 水麵作戰中心Dahlgren分部（NSWCDD）購買(mai) 了八台商用5.5千瓦IPG激光器，每個(ge) 機櫃內(nei) 安裝兩(liang) 個(ge) 多模（七光纖）激光器。 這種類型的激光器由於(yu) 柔性光纖而易於(yu) 安裝。

其他激光器

還有其他類型的激光器不一定適合化學或固態類別，這些包括半導體(ti) 激光器和自由電子激光器。

自由電子激光器（FEL）利用自由電子的受激輻射，把電子束的能量轉換為(wei) 激光。具體(ti) 實現是電子從(cong) 原子脫離後，通過線性加速器加速到高能態，這些高能態電子被導入到擺動器，迫使它們(men) 以光子的形式釋放出能量，當光子進入諧振腔後，光子在諧振腔兩(liang) 端的反射鏡之間來回運動，並激發出更多相同頻率的光子，最後形成一簇連續的光束發射出去。

美國海軍(jun) 研究實驗室（ONR）從(cong) 1996年開始自由電子激光器的研製，2004年激光器功率已經到了10kW，2007年達到25 kW，並於(yu) 2010年完成了100kW級自由電子激光器的初步設計方案。兆瓦級自由電子激光武器能裝備於(yu) 新一代的全電戰艦上，為(wei) 美國海軍(jun) 提供全麵的打擊和防禦能力。自由電子激光武器的艦載應用要求緊湊型的矩形激光器模塊。整個(ge) 係統將被安置在船體(ti) 中部，以減小光束傳(chuan) 輸係統模塊的彎曲效應，並采用超導射頻加速器驅動自由電子激光器，兩(liang) 台安裝在船身中部的光束定向器提供封鎖艦船所需的360°覆蓋。