美军固体激光器项目着力提高功率水平和光束质量
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高功率激光武器进展与启示高功率激光武器是近年来军事领域的研究热点,其独特的优点使其在未来战争中具有广阔的应用前景。
本文将介绍高功率激光武器的最新进展、技术特点以及在未来战争中可能发挥的作用,最后探讨高功率激光武器发展的趋势和未来挑战。
高功率激光武器是一种利用高能激光束对目标进行精确打击的武器,具有速度快、精度高、威力大等优点。
近年来,随着激光技术的不断发展,高功率激光武器的性能也在不断提升。
在过去的几年中,高功率激光武器的研究已经取得了一系列重要成果。
例如,美国军方成功研制出了功率高达100千瓦的激光武器,并进行了实战测试。
俄罗斯、以色列等国家也在高功率激光武器领域取得了重要进展。
高功率激光武器的进展不仅表现在功率的提升上,还涉及到激光器效率、光束质量等方面的改进。
随着这些关键技术的不断提升,高功率激光武器的打击范围更广、打击效果更佳,对未来战争将产生深远影响。
从技术角度来看,高功率激光武器的不断发展将促进激光技术与其他领域的融合。
例如,激光武器与无人机、卫星等技术的结合,将成为未来战争中的重要作战手段。
高功率激光武器还可能引发新的战术革命,例如利用激光束进行远距离精确打击、对敌方通信系统进行干扰等。
然而,高功率激光武器的发展也面临一些挑战。
高功率激光武器的体积和质量较大,难以集成到小型平台中,这对于其未来的应用和普及造成了一定的限制。
高功率激光武器的能效问题也是一大难题,目前的激光器效率普遍较低,制约了激光武器的持续发展。
高功率激光武器在战场上的生存能力也是需要解决的重要问题之一,如何有效应对敌方的反制措施,提高其在实战环境中的生存能力,是高功率激光武器发展中需要重点的问题。
尽管如此,高功率激光武器的发展前景仍然值得期待。
随着技术的不断进步和研究的深入,未来高功率激光武器有望实现更小的体积、更高的效率以及更强的生存能力。
高功率激光武器与其他技术的结合也将为未来战争带来更多的可能性。
高功率激光武器是未来战争中的重要发展方向之一。
定向能武器技术的发展动向摘要:随着激光、新材料、微电子、声光、电光等高技术的发展,利用各种束能产生强大杀伤威力的定向能武器已引起世界高度重视。
定向能武器成为战场上高速移动目标的“克星”,是能有效制敌的“杀手锏”装备,对未来作战样式和形态具有重要影响。
文章系统分析了定向能武器的军事应用前景,详细剖析了世界定向能武器技术的研究进展及发展动向,给出了未来要大力发展的激光武器、高功率微波武器和粒子束武器关键技术,对于加快我军定向能武器装备发展,提升非对称制衡能力,具有十分重要的意义。
定向能武器也称为束能武器,是利用激光束、粒子束、微波束、等离子束、声波束等各种束能,产生高温、电离辐射、声波等综合效应,能够实现激光、微波等电磁能或高能粒子束的定向发射、聚束和远距离传输,快速攻击并毁伤目标的武器系统。
自1983年美国总统里根提出“战略防御倡议”计划以后,定向能武器便引起了许多国家的高度重视。
美国战略与预算评估中心(CSBA)于2012年4月19日发布报告《改变游戏规则:定向能武器的前景》,指出定向能武器相比传统武器具有压倒性优势,美国应该关注发展定向能武器,以应对那些限制美军行动自由的活动。
美国国防部也将定向能技术列为未来10年可能改变军事竞争态势和战争规则的5大技术领域之一。
传统武器大多依赖具有适当体积的投射物所产生的动能,对目标造成破坏,定向能武器则是通过亚原子、粒子或电磁波,将能量“转递”出去,将“能量”直接投放到目标上,产生毁伤效果。
定向能武器作为一种隐身、“零”飞行时间的高精度武器,可打击多个目标、拥有无限量“弹药”,与常规武器相比,定向能武器具有射束快、精度高、反应灵活、杀伤效率高、附带毁伤小、无污染等特点,既可用于进攻,也可用于防御,能够大大提高部队和设施的防护能力,特别是可用于对抗精确制导武器和多种自主系统[5]。
根据发射能量的载体,定向能武器主要包括激光武器、高功率微波武器和粒子束武器等。
美国高能激光武器最新发展现状及趋势伍尚慧现代战争是涵盖多维度、多领域、全时域、高烈度的综合较量。
武器装备是衡量一个国家军事实力的重要指标,对未来武器装备的研制关系到一个国家未来军事力量的发展前景。
高能激光武器是一种利用高能量射束进行攻击的新概念武器。
光束作战的迅速反应能力,外科手术式的精确打击能力,以及特别适于反卫星和破坏敌方信息系统的毁伤能力,使其成为适应21世纪信息化高技术战争的新一代主战兵器。
它依靠原子能级跃迁产生的激光束来攻击目标,具有速度快、可控性强、连发能力好、杀伤力大、后勤保障负担轻等优点,在未来复杂电磁环境下,具有特别重要的军事应用价值。
高能激光武器以其自身的众多优势在光电对抗、防空、战略防御中发挥重要作用。
随着技术和研发逐渐成熟,高能激光武器将成为一种攻防兼备、高效费比、优势明显的新概念武器。
高能激光武器概念与作战机理高能激光武器是利用高功率强激光来直接毁伤目标或使之失效的定向能武器,按照美国国防部的定义,其平均输出功率大于等于20千瓦或每个脉冲能量大于等于30千焦。
主要由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制发射系统组成。
目前,军用高能激光通常指功率大于1千瓦的激光。
然而,大多数正在开发与测试的战术级军用高能激光功率都在几十千瓦至100千瓦之间,而战略级军用高能激光功率则高达数千千瓦。
主要作战对象包括来袭的反舰导弹、巡航导弹和作战飞机等,甚至可以攻击敌方的舰船。
具有能量集中、传输距离远、打击精度高、响应速度快、抗电磁干扰能力强、效费比高等优点,其作战方式几乎可以达到“瞄准即摧毁”,被视为是“改变未来作战规则”的未来武器。
高能激光毁坏目标的机理是:目标不断吸收照射在其表面上的部分激光能量,被激光照射的部分不断被加热、升温,当目标被激光照射部分的温度升高到材料熔化或气化的温度时,目标被照射部分形成凹坑或穿孔,甚至由于高温产生的高压而产生热爆炸,从而造成目标结构破坏。
美国面向实战型高能激光武器研发取得长足进展美国在研制激光武器方面处于世界前列,推动激光武器等新典型激光武器系统的组成示意图断推进激光武器小型化,自我保护高能激光演示器(SHiELD)项目将为战术飞机研发一种小型、灵活的高能激光武器系统,以实现对抗地空导弹和空空导弹的先更密集的光束。
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固体激光器原理-固体激光器固体激光器发展历程固体激光器发展历程固体激光器用固体激光材料作为工作物质的激光器。
1960年,梅曼发明的红宝石激光器就是固体激光器,也是世界上第一台激光器。
固体激光器一般由激光工作物质、激励源、聚光腔、谐振腔反射镜和电源等部分构成。
这类激光器所采用的固体工作物质,是把具有能产生受激发射作用的金属离子掺入晶体而制成的。
在固体中能产生受激发射作用的金属离子主要有三类:(1)过渡金属离子;(2)大多数镧系金属离子;(3)锕系金属离子。
这些掺杂到固体基质中的金属离子的主要特点是:具有比较宽的有效吸收光谱带,深圳市星鸿艺激光科技有限公司专业生产激光打标机,激光焊接机,深圳激光打标机,东莞激光打标机比较高的荧光效率,比较长的荧光寿命和比较窄的荧光谱线,因而易于产生粒子数反转和受激发射。
用作晶体类基质的人工晶体主要有:刚玉、钇铝石榴石、钨酸钙、氟化钙等,以及铝酸钇、铍酸镧等。
用作玻璃类基质的主要是优质硅酸盐光学玻璃,例如常用的钡冕玻璃和钙冕玻璃。
与晶体基质相比,玻璃基质的主要特点是制备方便和易于获得大尺寸优质材料。
对于晶体和玻璃基质的主要要求是:易于掺入起激活作用的发光金属离子;;具有适于长期激光运转的物理和化学特性。
晶体激光器以红宝石和掺钕钇铝石榴石为典型代表。
玻璃激光器则是以钕玻璃激光器为典型代表。
工作物质固体激光器的工作物质,由光学透明的晶体或玻璃作为基质材料,掺以激活离子或其他激活物质构成。
这种工作物质一般应具有良好的物理-化学性质、窄的荧光谱线、强而宽的吸收带和高的荧光量子效率。
玻璃激光工作物质容易制成均匀的大尺寸材料,可用于高能量或高峰值功率激光器。
但其荧光谱线较宽,热性能较差,不适于高平均功率下工作。
常见的钕玻璃有硅酸盐、磷酸盐和氟磷酸盐玻璃。
80年代初期,研制成功折射率温度系数为负值的钕玻璃,可用于高重复频率的中、小能量激光器。
晶体激光工作物质一般具有良好的热性能和机械性能,窄的荧光谱线,但获得优质大尺寸材料的晶体生长技术复杂。
美军空基激光反导装备技术发展及启⽰远望智库⾼级研究员张⽂昌激光被称为“最快的⼑”“最准的尺”“最亮的光”,更有甚者将其称为“死光”。
1916年,著名的物理学家爱因斯坦提出“受激辐射”理论。
1960年,美国科学家梅曼⾸次制造出世界第⼀束激光和第⼀台激光器。
之后,世界军事界⼀直试图将这⼀“死光”武器化。
特别是美军,上世纪七⼋⼗年代就开始了机载激光反导的研究,虽然探索之路⾮常曲折,但也不断取得突破,特别是近⼏年更是发展迅速,其发展情况值得总结、借鉴。
YAL-1A⼀、主要研发活动情况(⼀)黯然落幕的YAL-1A激光攻击飞机YAL-1A激光攻击飞机⼈所共知,是准备⽤于助推段反导拦截的装备。
该机以波⾳747-400F为基础,由波⾳、洛·马和诺·格三⼤公司共同研制。
该机发展计划始于1992年,之后由美空军飞利浦实验室与洛克威尔和波⾳公司牵头,对机载激光武器系统进⾏概念设计。
⼯程化研制开始于1996年,要求5年内⽣产出能够拦截弹道导弹的原型机。
项⽬原称“机载激光器”(ABL),2009年10⽉改称“机载激光试验台”。
项⽬管理⼀开始由美国空军负责,后于2001年10⽉交给美国国防部导弹防御局。
计划开发的核⼼装备,包括6个红外搜索跟踪传感器,1套⼆氧化碳测距弱激光器,1套千⽡级固态跟踪照射激光器,1套千⽡级固态信标照射激光器,1套兆⽡级(演⽰型功率1~2兆⽡,作战型功率2~3兆⽡)化学氧碘攻击激光器。
美空军要求,该机能在12~15公⾥⾼度摧毁距离300~600公⾥远的助推段飞⾏的弹道导弹,⼀次出航攻击激光器可发射40次,每次辐射⽬标3~5秒钟。
基本的作战想定是,先⽤红外搜索跟踪传感器通过探测弹道导弹发动机喷出的热量发现⽬标,之后⽤⼆氧化碳测距激光器测量飞机到⽬标的距离。
然后再⽤固态跟踪照射激光器照射导弹,以建⽴连续的精确跟踪,确定瞄准点;⽤固态信标照射激光器照射导弹并接受回光,测量⼤⽓湍流对激光束造成的畸变,使光束控制/⽕⼒控制系统能通过⾃适应光学系统对攻击光速进⾏补偿,确保攻击光速能够聚焦到⽬标瞄准点上。
多模固体激光器光束质量的实用化解释多模固体激光器是一种能够产生高质量激光束的激光器。
在这篇文章中,我们将对多模固体激光器光束质量进行实用化解释,以便更好地理解其特点和应用。
多模固体激光器是利用固体材料产生激光束的一种设备。
与其他类型的激光器相比,它具有较大的输出功率和较小的尺寸。
这使得多模固体激光器在许多领域中都有广泛的应用,如制造业、科学研究和医疗等。
然而,多模固体激光器在输出光束质量上存在一些挑战。
由于激光器的结构和工作原理,多模固体激光器会产生多个纵模,也就是不同频率的光脉冲。
这种多模现象会导致光束的质量下降,表现为横向模式的多样性和相位畸变等问题。
为了优化多模固体激光器的光束质量,人们采取了一系列的技术手段。
其中最重要的一项是使用合适的谐振腔设计。
通过选择合适的镜片和透镜,可以帮助减少多模干涉,从而提高光束的质量。
此外,使用适当的泵浦源和控制系统也能够改善光束的质量。
除了谐振腔的优化,人们还发展了其他一些技术来增强多模固体激光器的光束质量。
例如,采用自适应光学元件,可以实时调整光束的相位和强度分布,从而减少相位畸变和模式竞争。
另外,利用非线性光学效应和控制系统,可以将多模激光器转化为单模激光器,从而显著改善光束的质量。
多模固体激光器光束质量的实用化解释不仅涉及到理论模型和技术手段,还涉及到实际应用的指导意义。
首先,在制造业中,高质量的激光束可以用来进行精确的切割和焊接,提高加工质量和效率。
其次,在科学研究中,优化的光束质量可以提高精密测量和光谱分析的准确性。
最后,在医疗领域中,多模固体激光器可以用于激光手术和皮肤治疗等应用,因其高质量的光束可以实现更精确的操作并减少损伤。
总而言之,多模固体激光器光束质量的实用化解释是一门复杂的领域,涉及到谐振腔设计、适应性光学和非线性光学效应等多个方面。
通过优化多模固体激光器的设计和控制系统,我们能够实现更高质量的激光束,提高其在制造业、科学研究和医疗领域中的应用效果。
军用卫星激光通信国外卫星激光通信系统技术及新进展新世纪,科技发展日新月异,采用高频激光进行空间卫星通信已经成为现代通信技术发展的新热点。
卫星光通信是人们经过多年探索并于近几年取得突破性进展的新技术。
它是一种崭新的空间通信手段,利用人造地球卫星作为中继站转发激光信号,从而实现在多个卫星之间以及卫星与地面设备之间的通信。
由于卫星光通信具有诸多优点,所以吸引着各国专家锲而不舍的探索。
近几年,美国、欧空局各成员国、日本等国都对卫星光通信技术极其重视,对卫星光通信系统所涉及的各项关键技术展开了全面深入的研究。
随着遥感器分辨率不断提高,对传输速率的要求也越来越高,因此用传统的微波数据传输方式难度很大。
在这种情况下,倘若改用激光通信传输,那么便可比较容易的满足要求,就其通道终端设备自身而言实现难度相对较小。
当然,事物都有两面性,由于激光通信的波束很窄(一般为几十微弧度),对两个都处于运动的通信系统来说,激光束的捕获、跟踪和瞄准都具有较大的挑战性,是急待攻关解决的难题。
空间激光通信作为高性能卫星通信技术中的关键性课题,国际上开展了大量的研究工作,美、欧、日等国投入大量的人力物力进行相关技术的研究和空间光通信实验装置的开发。
国外卫星激光通信星间链路系统概况未来的空间通信网络既包括轨道间链路(IOL),同时又包括星间链路(ISL)。
通常所说的星间链路是IOL和ISL的总称。
目前国际上所开展的有关星间链路的研究主要是指IOL。
IOL是指由地球低轨(LEO)到地球同步轨道(GEO)间的链路;而ISL是指占据相同轨道的既可以是LEO也可以是GEO的卫星间的链路。
星间链路一般被认为是多波束卫星的一种特殊波束,该波束并不指向地球而是指向其它卫星。
卫星网络互联本身就含有卫星之间的互联以及卫星与地面站之间的互联两层含义。
今天,在卫星光通信领域已取得突破性进展―――成功的实现了卫星―――地面、卫星―――卫星之间的光通信试验。
欧洲的空间激光通信的发展基于欧洲各国的合作,欧空局(ESA)在卫星激光通信的研究方面也投入了大量资金,先后研制了以不同星间链路为背景的一系列卫星激光通信终端,如SILEX和SOUT。
美军固体激光器项目着力提高功率水平和光束质量具有极高精确性的定向能武器,几十年来一直备受军事计划者们的关注,但是直到最近国防部才真正地开始在激光技术方面投入资金,并期望这一举动最终会导致光速战术武器的诞生。
五角大楼明确表示将在未来的两年内投入4900万美元研制一种固体高功率激光器。
这种激光器经过改造可以安装在战术喷气式战斗机、海军舰船或者是陆军的车辆上,从而成为一种作战武器。
激光器是一种光辐射装置,通常按照激光介质的不同可分为气体激光器、液体激光器和固体激光器。
到目前为止,只有化学激光器能够达到较高的功率水平,可以在一定程度上满足军用装置的需要,如安装在波音喷气式飞机上的兆瓦级空军机载激光(ABL)系统、陆军的陆基战术高能激光(THEL)等。
机载激光可以击落弹道导弹,而陆基高能激光可以摧毁火箭、迫击炮和大口径火炮的炮弹。
但是,化学激光能量的产生是通过一种化学反应来实现,它们的体积往往过大而显得笨拙,而且从后勤的角度讲使用起来非常复杂,保障也很困难,因此,不太适合用作一种战场武器。
固体激光使用晶体或是玻璃作为激光介质,它们依靠电能驱动,这使得它们在紧凑型武器系统领域颇受青睐。
但是,这项技术已经明显落后了。
固体激光已经发明了30多年,但是它们所能够达到的功率水平一直没有什么实质性的突破,因此无法满足研制激光武器的军事需求。
现在,固体激光在低功率应用方面却已经非常普及,如激光打标和加工技术等领域。
通常来讲,要作为一种武器来使用,激光的能级范围要达到几十千瓦到几兆瓦的功率水平。
围绕着美国空军研究实验室主管的25千瓦固体激光器研发项目正在进行着一场行业竞争。
这个项目将确定固体激光技术是否已经成熟并适合进一步的发展。
尽管空军研究实验室的科学家们成功地证明了功率为25千瓦的固体激光器能够在实验室条件下进行工作,但是专家们警告说,要把这一基本的技术转化成为一项实用的武器,还需要做更多的研发和工程工作。
国防部的承包商美国汤普森-拉莫-伍尔德里奇公司(简称TRW)和雷神(Raytheon)公司宣称,以它们的能力能够制造出25千瓦的固体激光器,而且给它们更多的时间,在五到十年内,它们能够把这一功率级别提高到100千瓦。
这样的言论在一定程度上对空军的计划起到了激励作用。
空军研究实验室的激光物理学家凯里洛伊•莱格尼克上尉说,“承包商找到我们说他们觉得已经做好准备来为我们演示这一技术。
我们实验室科学家们的知识,再加上承包商的信心,使我们下定决心要真正地推进这一技术。
”参与竞标的公司将会有两年时间来进行技术展示的准备工作。
莱格尼克表示,她不能披露有多少公司正在参与竞争,或者说是有多少公司将会得到这份4900万美元的项目合同。
竞标将在九月到结束。
莱格尼克说,25千瓦固体激光器的展示工作只是一个跳板,最终的目的是研制100千瓦的固体激光器。
她同时也承认在研制25千瓦固体激光器的道路上还将面临许多的困难。
其中一个技术难题就是如何减少在产生激光过程中附带产生的过多的热量,提高激光器的耐用程度,使它在高功率工作的条件下仍能保持激光光束的高质量、投射的远距离和较长的持续工作时间。
深圳市星鸿艺激光科技有限公司专业生产激光打标机,激光焊接机,深圳激光打标机,东莞激光打标机美国国防大学资深研究人员艾力赫•兹米特说,/固体激光技术在紧凑型武器应用方面有着很大的潜力。
但是他同时也提醒说,围绕着这一技术还存在着许多的市场因素和夸大其词的成分。
他说,研制25千瓦固体激光器风险很大,但是从物理学的角度讲并不是不可能的事。
因为附带产生的热量的原因,固体激光器的功率要提升到100千瓦的级别存在着巨大的挑战。
兹米特解释说,化学激光器中产生的无用的热量可以被流动的空气带走,但是固体激光器则不然,工作时产生的热量仍然会保留在激光介质的内部,而且内部温度会越来越高,最后会导致激光光束质量的下降,直到无法正常工作。
激光器的散热通常采用物理手段,以水冷或是风冷的形式对激光介质的散热平台进行降温,或者是让激光器以短脉冲的形式来工作,以便在每一个脉冲的间歇进行散热。
兹米特说,采用物理手段对激光器进行降温是更好的选择,因为这样做不需要经常打断激光的发射。
兹米特说,给激光器降温是一项非常困难的工程挑战,特别是为高功率的激光器降温。
例如,一个100千瓦的固体激光器在以额定功率工作时会产生900千瓦的热功率损耗,这是固体激光器的特性所决定的,这种激光器的能效极低,有百分之十的效率就已经被认为是相当高的效率了,大部分固体激光器的平均效率仅为百分之一。
而且,高功率固体激光器的造价也十分昂贵,因为用来激励激光器工作的二极管的价格十分高昂。
例如,要成功地激励一台效率为百分之十的100千瓦固体激光器,要求一百万个二极管,产生每一瓦特的功率需要的二极管的价值约为100美元。
“那会是一项十分昂贵的开销,”兹米特说。
只有少数几家公司能够制造这些高功率二极管。
低功率二极管今天在许多商业领域得到广泛应用。
但是只有高亮度的二极管能够被用来制造固体激光武器。
目前,大多数的固体激光器不是采用二极管激励的,而是用闪光灯激励的方式。
因为常规的闪光灯消耗大量的能量,所以它们需要昂贵的冷却降温系统。
专家们说,二极管激励的激光器的效率是闪光灯激励的激光器的三到五倍,而且使用寿命也更长,这种典型的激光器的使用寿命可以达到10000小时,而闪光灯激励的激光器的使用寿命只有几百个小时。
联合攻击战斗机(JSF)如果100千瓦的固体激光器研制成功,它将成为目前正在洛克希德•马丁公司生产的F-35联合攻击战斗机的机载武器选项。
联合攻击战斗机的飞行员使用这种固体激光武器可以发射激光,以迷盲敌方从地面或是从空中发射的导弹的寻的传感器。
洛克希德•马丁公司负责高级发展计划的代表尼尔•凯希纳说,F-35战斗机的设计很适合安装固体激光武器,只要做好激光光束瞄准和发射控制系统就行了。
凯希纳说,作为一种联合攻击战斗机使用的武器,我们认为必须要达到100千瓦的能级目标。
凯希纳说,垂直起飞的一款F-35战斗机上有一个靠传动轴驱动的升力风扇,如果去掉这一个风扇,会留下一个孔,非常适合安装固体激光器。
“不仅在空间上会有一个大小刚好合适的孔,而且传动轴可以产生27000匹马力的功率,这样你就可以有一个巨大的功率支持了,”凯希纳说。
战场范围在不断地扩展,但是激光的射程还是显得非常有限,一台100千瓦的激光器只能够把激光投射到几百英尺远的地方。
凯希纳提醒说,在F-35战斗机上使用固体激光器技术仍然面临着许多的困难和阻碍,例如,围绕着F-35战斗机的大气扰动很可能造成激光光束的变形和精确性的降低。
洛克希德•马丁公司对在F-35 战斗机上使用固体激光器技术持欢迎态度,一直充当着激光生产商的“啦啦队长”的角色,因为它希望在F-35战斗机上看到有激光武器的出现。
为了获得空军研究实验室的项目授权,目前至少有两个公司――TRW公司和雷神公司,正在致力于高功率固体激光器的研制工作。
TRW空间与电子公司负责导弹防御的代表史蒂芬J•托纳说,他对25千瓦固体激光器的潜在市场表示乐观。
“我们看到许多消费者对此表现出越来越大的兴趣,”他在接受采访时说。
TRW公司为参加空军的竞标而设计的25千瓦固体激光器原型能够装入一个吊舱之中,因此它可以被轻松地安装在战术飞机中,包括有人驾驶飞机和无人驾驶飞机。
同时,波音公司还要求TRW公司为空军X-45无人战斗飞机设计一个激光武器吊舱。
25千瓦固体激光器的光束强度足以使敌方的巡航导弹或是地面车辆无法工作,托纳说,“你用不着摧毁整个车辆,但是向这些车辆的轮胎发射激光致其燃烧,或者穿透车辆的发动机罩,你就可以使它们丧失能力。
”这一技术成功的关键是光束质量。
光束质量是区分激光和灯光的主要指标。
托纳解释说,如果光束质量足够好,一个25千瓦的固体激光器能够投射三到四公里远,并在金属上烧出一个洞来。
TRW公司生产的25千瓦固体激光器的原型是一个主动型冷却的激光器,它在内部采取水冷方式,在外部采用风冷方式。
尽管固体激光器不能像化学激光器那样可以达到兆瓦级的功率,但它们却有一个很大的优点,那就是它们能够比化学激光器更轻松地穿透大气。
托纳指出,化学能量驱动的机载激光器无法穿透大气。
展望未来,托纳说,“我们可能还要经过五到十年的时间才能迎来100千瓦级激光器的诞生。
”达到这一功率以后仍将需要数年时间来把它转化成一种激光武器并配置在某一武器平台上。
托纳承认,他长期以来并不相信固体激光能够被制成某一种武器装置,“以前曾有许多的怀疑,但现在我认为是改变这种想法的时候了。
”最近几年,美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和陆军成功地研制出了一款10千瓦的固体激光器。
但是,这种激光器不是由二极管驱动的,也不是主动冷却型的激光器。
为了进行冷却,它必须采取间歇性的工作方式,即工作一会关闭一会。
这一系统被称为“热容激光器”,雷神公司也参加了这项研制工作。
“热容激光器”的能量效率仅有百分之一,/也就是说为了得到10千瓦的功率,它需要一兆瓦的能源来保障。
雷神公司的官员们说,他们希望这一“热容激光器”会给美国陆军一个机会来对这一技术进行考验并确定其潜在的应用。
雷神公司负责定向能武器研发的副总裁迈克尔•波恩说,“陆军正在考虑对热容激光器进行改造,从闪光灯激励转换成二极管激励。
”公司正在试图说服陆军资助一个15千瓦移动激光器的研制项目,并表示可以把这种移动激光器首先交给战场上的作战部队进行试用,让官兵们切实感受一下这种武器的性能。
来自一线部队的反馈对承包商的研制工作是非常有帮助的,波恩说,“这样,在我们开始制造这些武器之前就已经知道了他们会有什么样的军事应用需求。
” 雷神公司高能激光项目的主管查文希•迈克恩说,公司不仅在争取空军的25千瓦固体激光器的合同项目,同时也在主动地与洛克希德•马丁公司合作,共同开发F-35联合攻击战斗机机载100千瓦的概念型激光武器。
“联合攻击战斗机有着适合激光武器安装与工作的所有理想的特征,”迈克恩说。
为海军的“超级大黄蜂”战斗机研制的激光吊舱目前也正在设计当中。
雷神公司的官员称,他们已经攻克了发展激光器中最困难的课题――光束质量问题。
雷神公司拥有一项基于特殊的激光镜和光学器件的专利技术――相位共轭技术,迈克恩说这项技术的使用能够校正光束的变形,并改善光束的集中性。
迈克恩说,另外一个突破是新型的激光材料的发现,特别是镱这种材料的发现与使用。
雷神公司的闪光灯激励的激光器中使用的激光材料是一种钇铝石榴石和钕的混合物。
公司开始向二极管激励激光器转型的时候,研究人员发现二极管能够激励镱这种金属,而且产生的热量比钕少75%左右,这无疑会大大地省去给激光器降温的麻烦。
迈克恩预测二极管的成本也将会下降,在今后的几年中,二极管的价格可能会从当前的每瓦特70美元到100美元下降到每瓦特5美元。