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美国陆军希望用激光切割敌方导弹

以下是您需要知道的: 导弹防御正在走向未来。

美国陆军想要一种更致命的激光武器,它不仅能烧毁目标,还能将其切碎。

陆军想要脉冲激光器,而不是发射稳定能量流的低功率连续波激光器,它可以发射间歇性但强烈的脉冲串,可以快速摧毁目标。脉冲激光器已经在商业上用于精密切割和蚀刻。

这会有多大的不同?想想看:陆军计划到 2023 年在 Stryker 装甲车上安装 50 千瓦的连续波激光武器。 一千瓦是 1,000 瓦。陆军现在希望开发最小峰值功率为 1 太瓦,最大为 5 太瓦的战术超短脉冲激光器。太瓦是一万亿瓦。

“当前的高能激光 (HEL) 武器系统主要由输出功率为千瓦的连续波 (CW) 激光源组成,” 陆军研究计划解释说。“这些千瓦级连续波激光系统主要通过吸收光来攻击目标;要么导致目标燃烧和熔化,要么压倒高强度的光学传感器。”

激光武器有效性的一个关键决定因素是光束必须保持聚焦在目标上的时间。对于美国和其他正在开发激光武器以摧毁快速移动或难以击中的物体(如弹道导弹或无人机)的国家来说,向移动目标提供快速、强烈的能量爆发的能力至关重要。陆军表示,虽然连续波激光器可能很有用,但“由于其根本不同的性质,脉冲宽度在飞秒 [千万亿分之一秒] 范围内的激光器因其快速释放巨大功率而提供独特的战术能力。”

脉冲激光的一大优势是它们可以通过多种方式摧毁或禁用目标。“虽然大多数 CW 激光器只是简单地熔化目标,但 USPL 系统能够通过三种不同的机制消除威胁:从目标中烧蚀材料,通过在空气中产生宽带超连续谱使传感器失明,以及产生局部电子干扰,用于使威胁的内部电子设备过载,”陆军解释说。

南佛罗里达大学物理学名誉教授丹尼斯·基林格 (Dennis Killinger) 表示,脉冲激光可以立即产生强大的能量爆发。“CW 和飞秒激光脉冲的基本区别在于,200 飞秒脉冲内的瞬时峰值功率约为 1 太瓦,因此瞬时功率大约是 CW 激光的千亿倍,”Killinger 告诉 《国家利益》。“在如此高的峰值功率下,目标材料将被切割而不是燃烧,其他优势将是灯丝引导光束和一些可能影响电子产品的等离子体生成。”

当然,有一个问题。连续波激光技术已经存在了足够长的时间,以至于军方已经能够加固该系统以便在现场使用。陆军指出,在过去的 20 年里,脉冲激光器“已经从需要在国家实验室建立专用建筑,变成了遍布全国的学术光学台”。但是脉冲激光器“虽然很有前景,但在 SWaP [尺寸、重量和功率]、相关操作环境和一致的大规模制造方面仍有许多障碍需要克服。”