激光武器概念圖,真正的激光武器的紅外光束是不可見的
盡管近年來取得了很大進展,但可以擊落飛機或導彈的實用激光武器仍然遙不可及,而一種新的液體(ti) 激光器可能會(hui) 讓這一天更快到來。
近年來,大部分努力都集中在高功率光纖激光器上。這些激光器使用特殊摻雜的光纖線圈放大激光束,最初用為(wei) 工業(ye) 切割和焊接而開發的。20多年前,美國開始利用光纖激光器開發電動固體(ti) 激光武器,2013年,美國海軍(jun) 在艦船上測試了30千瓦的光纖激光器。從(cong) 那時起,光纖激光器能夠提供光學質量出色的高能量光束,從(cong) 而使光纖激光器在當前的50至100千瓦級激光武器的現場試驗中占據主導地位。但現在,航空航天巨頭波音公司已經與(yu) 通用原子公司(GeneralAtomics,它也是在核聚變研究方麵很有名的國防承包商)合作,挑戰達到250千瓦閾值的光纖激光器。有些人認為(wei) ,這將是未來幾代激光武器必不可少的,核導彈防禦需要更高的激光功率。
開發出具有挑戰性的技術來控製高能固態激光器的關(guan) 鍵問題:尺寸,重量和功率,以及散發可能破壞激光器工作和光束質量的廢熱問題。
“通用原子有幾個(ge) 全新的想法,包括液體(ti) 激光器。”公司副總裁邁克·佩裏(Mike Perry)在2016年的一次采訪中說。液體(ti) 激光器類似於(yu) 固態激光器,但它們(men) 使用的是一種冷卻液體(ti) ,它通過與(yu) 固體(ti) 激光材料集成的通道流動。一個(ge) 關(guan) 鍵的技巧是確保冷卻液的折射率與(yu) 固體(ti) 激光材料的折射率完全一樣。液體(ti) 和固體(ti) 的完美匹配可以避免它們(men) 之間邊界的任何折射或反射。避免在冷卻液中的反射或折射,也需要使流體(ti) 通過通道平穩流動,以防止湍流。
該係統既緊湊又相對輕巧,這正是DARPA(美國國防部高級研究計劃局)想要將150 kW的激光安裝在戰鬥機上的東(dong) 西。目標是一種重量僅(jin) 為(wei) 750公斤或僅(jin) 為(wei) 5公斤/千瓦輸出的設備。該項目經曆了持續了十年的多個(ge) 測試開發階段。在2015年,通用原子向新墨西哥州交付的HELLADS(高能液體(ti) 激光區域防禦係統,等級為(wei) 150 kW級),在靶場對軍(jun) 事目標進行實彈測試。當時發布的一份新聞稿稱這台激光保持了“激光輸出功率最高的世界紀錄”。當時,通用原子公司將其描述為(wei) 模塊化激光武器,每千瓦重四公斤。
分布式增益激光模塊組合在一起,可產(chan) 生超過250千瓦的激光輸出
自那時以來,發展一直在繼續。一位發言人說,通用原子公司現在使用其第七代“分布式增益激光頭”,這些模塊可以組合在一起,從(cong) 一個(ge) 非常緊湊的封裝中產(chan) 生超過250千瓦的激光輸出。過去兩(liang) 年的改進提高了光束質量,並具有連續或一係列脈衝(chong) 發射高能光束的能力,為(wei) 攻擊目標提高更大的靈活性。
在此功率水平上保持良好的光束質量非常重要。據稱,目前的光纖激光技術可以達到300千瓦,然而,這可能在一定程度上推高了不同光纖激光器在密集波長下發射的光束數目的上限,從(cong) 而產(chan) 生一束高質量的高能激光束。
在波音與(yu) 通用原子公司此次合作中,通用原子公司(GeneralAtomics)提供綜合熱管理設備和一個(ge) 高密度、模塊化、高功率的鋰離子電池係統,該係統可以存儲(chu) 三兆焦耳的能量以及激光。波音公司將提供用於(yu) 精確獲取和指向技術的光束導向器和軟件,該技術是波音公司為(wei) 其他實驗性激光武器試驗台開發和提供的,包括空軍(jun) 的兆瓦級空降激光器,這是2014年廢棄的最後一款大型化學動力氣體(ti) 激光器。
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