高能激光武器的原理分析與應用

李麗芳

摘要：本文從高能激光武器的概念、結構、發展和應用情況入手，介紹高能激光武器的基本原理，通過對激光武器如何跟蹤目標，瞄準并攻擊的作戰過程，突顯了激光武器武器在現代戰場上的重要意義并指出了高能激光武器的發展關鍵在于不斷提高激光器的功率。

關鍵詞：高能激光武器;跟蹤瞄準;威脅目標

1 前言

激光具有能量集中、傳輸速度快、作用距離遠、方向性好、單色性好、亮度高、相干性好等顯著特點，它產生于20世紀60年代，從那時起，憑一束看不見的光束便可重創目標的激光武器，便成為縈繞在科幻迷和軍事迷心中的夢想。自第一臺激光器問世后，激光技術已經在國民經濟中獲得廣泛應用，目前激光已大量用于醫療、通信、印刷和電子工業等。隨著激光功率的提高，其工業應用范圍也隨之增大，激光在軍事方面的應用越來越受到重視，步成為定向能武器的重要一員。

2 高能激光武器的概述

激光武器，顧名思義，是產生激光且用于軍事目的的一種裝置。根據功率的不同，可以分為低能激光武器和高能激光武器兩類。激光炫目器屬于前者，后者則包括激光槍、激光炮等可以瞬間讓對手灰飛煙滅的武器。高能激光武器的核心組件是高能激光器，它是產生殺傷破壞作用的關鍵部分，而激光武器的性能主要由激光器的性能所決定。高能激光器的種類有很多，如二氧化碳電激勵激光器、二氧化碳氣動激光器、HF化學激光器、DF化學激光器、氧碘激光器、維分子激光器、自由電子激光器和核激勵激光器等。其中DF化學激光器連續波輸出功率已達5000kw，具有能量高、激光束質量好、不需要外電源、輸出功率高、大氣傳輸性能好等優點。

3高能激光武器的組成及工作原理

高能激光武器一般由強激光器、光速定向器和作戰控制系統組成，其中光束定向器又由光束發射控制系統和精密跟蹤瞄準系統組成。它是利用激光作為能量直接毀傷目標或使之失效的定向能武器，首先，它要求一臺高平均功率的激光器;其次，需確保光束時刻指向目標，并在大氣中傳輸一個相當長的距離;最后要能將很高的能量聚焦在很小的面積上，并維持足夠長的時間，以便對目標造成致命的損傷。因此，激光武器從發射到對目標造成致命整個過程中的每一個步驟都是技術的關鍵所在。激光武器在工作時，首先由遠程預警雷達捕獲威脅目標，并將威脅目標信息數據傳送給指揮控制分系統，指揮控制分系統通過目標分配與坐標變換，引導伺服跟蹤瞄準分系統捕獲并鎖定目標，伺服跟蹤瞄準分系統再引導光束控制發射分系統使發射望遠鏡對準目標。當目標處于適當位置時，指揮控制分系統發出攻擊命令，啟動激光器，激光器發出光束，經光束控制發射分系統射向威脅目標，對威脅目標進行破壞。

高能激光束可使目標構成材料的特性和狀態發生變化，如溫升、膨脹、熔融、汽化、飛散、擊穿和破裂等。它的毀傷作用主要為熱作用破壞、力學破壞和輻射破壞。熱作用破壞是當激光照射到目標上后，目標材料物質的電子吸收光能產生碰撞而轉化為熱能，使材料的溫度由表及里迅速升高到一定溫度時被熔融甚至氣化，從而在材料上造成凹坑甚至穿孔。力學破壞也稱激波破壞效應，當激光功率密度達到1080千瓦/平方～10100千瓦/平方時，目標材料不僅發生汽化，而且蒸氣會通過自由電子的逆韌致輻射和光致電離兩種機制吸收激光能量并導致蒸汽分子電離，形成等離子體，等離子體會進一步吸收激光能量并迅速膨脹，形成等離子體的激光支持吸收波，直至最后等離子體熄滅。而輻射破壞是材料表面因激光照射氣化而生成等離子體，等離子體一方面對激光起屏蔽作用，另一方面又能夠輻射紫外線和X射線，具有極強的穿透能力，可使物質電離改變其電學性質，對目標造成損傷，尤其對各類衛星的威脅最為嚴重。

4 高能激光武器的發展與應用

20世紀80年代，初級激光武器開始投入使用。在1982年英國與阿根廷的馬島戰爭中，據阿根廷飛行員回憶，英軍艦艇發出了一種強烈的光線，將自己照得頭暈目眩，飛行員就是在這樣的短暫眩暈中墜機失事的。根據一些西方媒體披露，馬島戰爭期間，英國艦艇上試驗性地裝備了激光炫目器，能夠使飛行員在短時間內失明，這是激光武器最早投入實戰的記錄。

美國早在1962年就著手研究與發展戰略應用激光武器，到70年代，美國陸、海、空三軍都制定了各自的激光武器發展計劃，試圖把激光武器應用到戰場上，80年代，美國把激光武器的發展轉向戰略應用;到了90年代，美國又把激光武器的發展重點轉向戰區防御與戰術防空激光武器上，以適應局部戰爭的需要，并已取得顯著進展。目前，國外在激光制導武器的研制以及高能激光武器方面技術已日趨成熟，并已部分投入實戰應用。

中國研制成功的新一代激光武器是國際上最先進的激光武器之一，可有效對付頻頻闖入中國領空偵察的“曙光女神”號超高速戰略偵察機;中國的電子干擾機，能使F-117隱形飛機的激光制導、紅外導彈完全失靈。1996年，中國新一代飛秒超強激光裝置研制成功。這標志著中國的強激光技術又踏上一個新臺階。

高能激光武器的具有反應快速、打擊準確、殺傷力可控、抗干擾能力強、監視能力強等優點，一般來說，可以將其分為戰術激光武器和戰略激光武器兩大類。其中，戰術激光武器用于戰爭中直接傷亡人員、擊毀坦克、飛機及戰術導彈等。戰略激光武器則用于對付遠程導彈、洲際導彈及空間武器等。按部署方式分為天基激光武器、地基激光武器、機載激光武器、艦載激光武器和車載激光武器等。高能激光武器的主要應用場合是空防體系，世界范圍防務部門的軍事計劃人員、科學家以及工業研究所的工程師們長期以來致力于設計高性能的激光武器，以對付越來越先進的殲擊機、武裝直升機、各種導彈及海面掠行艇的日益增長的威脅。

5 小結與展望

高能激光武器的黑匣子問題在于“激光器”，沒有了“激光器”的高能激光武器，在戰場上就失去戰斗力。所以，如何更好的保護高能激光武器的“激光器”，就是如何進行更好地提高高能激光器的光束質量及功率等重點?，F代的高科技戰場上，對各種武器都提出了更高的要求，要求作戰武器的作戰效能達到更準，更狠，更穩，更安全可靠。所以，誰擁有了更高新科技的作戰武器，誰就能在戰場上取得主動權。

參考文獻

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