美国高能激光武器发展概述

机载高能激光武器系统（ ＡＢＬ） 结构剖析图
美军 ＡＢＬ 系统已渐趋成熟
成实验室里的ＣＯＩＬ， 并 对 模 块 进 行清洗， 当飞机完成为安装激光器 而进行的最后一次改装后， 将激光 器装入飞机。
（ 三） 车载战术高能激光武器 系统
美国和以色列合作共同研制 了一种可运输的战术高能激光武 器系统， 该系统研制计划始于 １９９６年， 目的是用来拦截火箭弹、 巡航导弹、反辐射导弹及各种飞 机 。武 器 系 统 分 别 装 在 几 个 集 装 箱 内， 可以用汽车运输。用氟化氘
２ 、固 态 激 光 器 固态激光武器主要特点是结 构 紧 凑 、成 本 低 、用 途 广 泛 、适 应 性 强 ， 被 称 为 是“一 种 革 命 性 的 设 计 方法”。目前， 美国海军正在开发一 种 被 称 为“一 次 性 模 块 式 高 能 激 光 器（ＥＭＨＥＬ）”的 固 态 激 光 武 器 ， 用
高能激光器产生高光束质量 的高能光束， 提供对目标破坏、供 能或加工的能源， 是高能激光武器 的 基 础 和 核 心 。高 能 激 光 器 不 仅 仅 指激光器的输出能量高， 还要有相 当 高 的 功 率 。通 常 认 为 高 能 激 光 器 的平均功率应大于１０千瓦， 持续 时间达数秒， 激光能量在数万焦以 上。
关键词： 激光武器 激光器 大 气效应
当１９６０ 年 世 界 上 第 一 台 激 光 器问世时， 人们对高能激光武器的 研 究 也 随 之 开 始 。高 能 激 光 武 器 是 利用能量密度极高的激光束以每 秒３ ×１ ０ ５千 米 的 速 度 沿 直 线 直 接 击 毁 目 标 的 射 束 式 武 器 。与 常 规 武 器 相比， 高能激光武器具有射击迅速 快 、命 中 率 极 高 、反 应 灵 敏 、抗 干 扰 能力强等优势， 为此， 各国都不遗 余力发展高能激光武器， 其中美国 表现得尤为突出。 ６ 国防科技◆２００６．１２
（ 五） 舰载高能激光武器系统 舰载激光器系统是美国海军 的一项用激光武器系统拦截反舰 导 弹 的 系 统 。目 前 主 要 靠 自 由 电 子 激光器的波长可调特性来实现的 高 功 率 输 出 。与 其 他 各 类 激 光 器 相 比， 自由电子激光器同时具有波长 可 调 、输 出 功 率 强 和 效 率 高 这 三 大 特点， 这成为美国海军选中自由电 子 激 光 器 的 主 要 原 因 。未 来 以 自 由 电子激光器为主体的舰载激光器 系统将主要用于舰船自卫， 对付高 机动巡航导弹， 快速攻击船等。舰 载激光武器要求激光器功率必须 达到兆瓦级， 目前自由电子激光器 远 没 有 达 到 该 指 标 。２ ０ ０ ４ 年 ７ 月 美 国杰弗逊国家实验室的自由电子 激光器突破ｌ０ 千瓦， 它的下一步目 标是１００千瓦， 然后是另一个１０倍 的跳跃， 达到１兆瓦或更大的功率。
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以装备小型船只进行自卫或对付 反舰巡航导弹、无人驾驶飞行器、 小 型 舰 艇 和 其 他 威 胁 。其 他 军 种 也 都在加大联合开发高功率固态激 光器的力度， 争取尽早装入战车和 飞机。
天基激光武器系统概念图
（ 二） 发展 高精度跟踪瞄 准系统
跟踪瞄准 系统用于使发 射望远镜始终 跟踪瞄准飞行 中的目标， 并 使光斑锁定在 目标的某一固 定部位， 即激 光以最小光 斑、最 大 功 率 密 度 、最 大 能 量 集 中 度汇聚在瞄准点上， 从而有效地摧 毁 或 破 坏 之 。高 能 激 光 武 器 是 靠 激 光束直接击中目标并停留一定时 间而造成破坏的， 所以对瞄准跟踪 的 速 度 和 精 度 要 求 很 高 。已 在 研 制 的 有 红 外 、电 视 和 激 光 雷 达 等 高 精 度的光学瞄准跟踪设备。 （ 三） 克服大气效应， 研制自适 应光学系统 激光在大气中传输时， 会受到
（ ＤＦ） 化 学 激 光 器 ， 输 出 激 光 功 率 可能为２００ 千瓦～３００ 千瓦， 发射望 远镜口径约为７０厘米。另外， 美国 还提出研制机动战术高能激光武 器系统计划， 但由于ＤＦ 激光器难 于集成进机动战车平台， 而且后勤 支援繁重， 美国陆军于２００５年中 止了该系统计划， 并将大力支持开 发高功率固体激光器作为车载激 光武器的光源。
一 、美 国 高 能 激 光 武 器 的 早期发展状况
激 光 器 件 为 基 础 的 、近 期 可 以 部 署 的 战 略 防 御 、战 区 防 御 和 战 术 防 空 等激光武器上。
２０ 世 纪 ７０ 年 代 ， 美 国 陆 、海 、 空军并行开展了各自的高能激光 武器发展计划， 主要以战术应用为 主， 试图把高能激光武器部署到战 场上， 并演示验证了用这些武器摧 毁或破坏目标的能力。１９８３年， 美 国总统里根提出战略防御计划 （Ｓ ＤＩ）之 后 ， 美 国 把 高 能 激 光 武 器 的发展重点又转向了战略应用， 经 过近１０年的发展， 取得了一定进 展， 但由于目标过高难以在短期实 现。同时， 由于前苏联解体， 世界形 势发生了深刻的变化， 地区性冲突 和局部战争已成为目前和未来军 事斗争的主要形态， 所以从１９９２ 年开始， 美国又把高能激光武器的 发展重点转向以技术较为成熟的
（ 四） 地基反卫星高能激光武 器系统
美国目前主要发展的地基激 光反卫星武器主要是陆 军发展的地基氟化氘化 学激光系统， 这种系统 采用２．２兆瓦的中红外先 进 化 学 激 光 器 （ＭＩＲＡＣＬ） 和 主 镜 直 径１８ 米 的 “海 石”光束定向器 （ Ｓ ＬＢＤ） ， １９９７ 年 １０ 月 ， 美国陆军在新墨西哥州 白沙导弹靶场利用该系 统进行了世界上首次公 开进行的激光反卫星试 验， 目标卫星高度４２５千
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美国高能激光武器发展概述
★孙长喜 黄 鲲
摘 要： 高能激光武器是美国 重 点 发 展 的 武 器 之 一 。本 文 简 述 了 美国高能激光武器的早期发展历 史， 基于天基、机载、车载、地基、舰 载等平台介绍了美国高能激光武 器目前的主要在研项目， 着重分析 了美国未来高能激光武器发展中 需解决的几个关键技术。
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机载高能激光武器系统 ＡＢＬ 安装测试
米， 试验取得部分成功。其后以空 间控制名义开展的激光反卫星武 器研制工作一直在秘密进行。另 外， 还在进行高功率激光的传输试 验 和 卫 星 的 易 损 性 研 究 。近 来 的 情 况表明， 美国很可能在２００５～２０１０ 年间具备有效摧毁低轨卫星的能 力。
但化学激光器由于紧凑化不 高且高耗能对后勤保障提出了严 峻 的 挑 战 。化 学 激 光 器 为 了 达 到 高 功率， 必须拥有充足的燃料作保 证， 一旦激光器用光燃料， 它就变 成了毫无防御能力的被攻击目标。 而且化学激光器的工作物质是低 压（通常只有几百至几千帕）气体， 将废气排放到大气中就必须通过 较大体积的压力恢复系统。同时， 激光器和压力恢复系统工作时都 需要大量的气体， 储气罐也有较大 的 体 积 和 重 量 。这 些 因 素 使 激 光 武 器系统的体积和重量过于庞大， 对 激光武器系统的紧凑化和机动能 力 产 生 了 影 响 。正 是 因 为 后 勤 支 援 繁 重 ， ＤＦ 激 光 器 难 于 集 成 进 机 动 战车平台， 美国陆军于２００５年中 止了机动战术高能激光武器系统 研制计划。
３ 、自 由 电 子 激 光 器 自由电子激光器 （ＦＥＬ） 是从 “自由”运动的电子束抽取能量， 通 过 受 激 发 射 放 大 电 磁 波 的 装 置 。自 由电子激光器与其它激光器不同， 它不是利用原子或分子的激发能 级 、通 过 某 种 泵 浦 机 制 造 成 粒 子 数 反转产生相干发射， 而是利用电子 束与电磁波通过泵浦电磁场的相 互作用， 经受激发射放大短波长辐 射 。自 由 电 子 激 光 器 的 宽 范 围 选 择
三 、美 国 未 来 高 能 激 光 武 器发展中需解决的几个关键 技术
美国发展高能激光武器虽然 起 步 早 、投 入 大 ， 但 自 激 光 器 诞 生 ４０余年来， 至今还没有一种真正 的高能激光武器投入战场使用， 高 能激光武器如果要在未来战场中 迈入实战， 必须要解决以下几个关 键技术。
（ 一） 研制性能优异的高能激 光器
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瓦， 光束定向器口径４米。此项研究 虽然进行了多年， 由于涉及的技术 和工程问题极为复杂， 要研制出天 基激光武器系统至少也还要十几 年的时间。
（ 二） 机载高能激光武器系统 （ＡＢＬ）
机 载 高 能 激 光 武 器 系 统 （ＡＢＬ） 是美国导弹防御局目前正在大力 推进的战区弹道导弹助推段拦截 方 案 之 一 。该 系 统 用 于 拦 截 处 在 助 推段的弹道导弹， 作战距离可达 ４００ 千 米 。采 用 氧 碘 化 学 激 光 器 （ ＣＯＩＬ） ， 功率为数百万 瓦， 单 发 激 光持续时间可达数秒， 跟踪发射望 远镜为１．５米。ＡＢＬ 系统２００５年的 目标是在系统集成实验室里实现 ＣＯ ＩＬ的 满 功 率 运 行 和 完 成 低 功 率 系 统（束 控 —火 控 ）的 无 源 飞 行 试 验， 目前， 这两项目标已经完成。同 时， 美国导弹防御局也确定了 ２００６年的三个目标： １）在地面和空 中完成包括跟踪照明激光器 （ＴＩＬＬ）和信标照明激 光 器（ＢＩＬＬ）的 低功率系统有源试验， 验证在主动 照明条件下的捕获和跟踪能力， 并 验证大气补偿系统的设计和工作； ２） 在２００６年底完成激光光学部件 的试验； ３）２００６年将拆卸在系统集
波长ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能力是固体激光器或化学 激光器难以达到的， 被公认为海上 高能激光武器系统的最合理候选 激 光 器 。 美 国 的 托 马 斯·杰 弗 逊 国 家加速器实验室和阿拉莫斯国家 实验室正开展有关研究。目前， 自