高能激光武器的原理分析与应用

李丽芳

摘要：本文从高能激光武器的概念、结构、发展和应用情况入手，介绍高能激光武器的基本原理，通过对激光武器如何跟踪目标，瞄准并攻击的作战过程，突显了激光武器武器在现代战场上的重要意义并指出了高能激光武器的发展关键在于不断提高激光器的功率。

关键词：高能激光武器;跟踪瞄准;威胁目标

1 前言

激光具有能量集中、传输速度快、作用距离远、方向性好、单色性好、亮度高、相干性好等显著特点，它产生于20世纪60年代，从那时起，凭一束看不见的光束便可重创目标的激光武器，便成为萦绕在科幻迷和军事迷心中的梦想。自第一台激光器问世后，激光技术已经在国民经济中获得广泛应用，目前激光已大量用于医疗、通信、印刷和电子工业等。随着激光功率的提高，其工业应用范围也随之增大，激光在军事方面的应用越来越受到重视，步成为定向能武器的重要一员。

2 高能激光武器的概述

激光武器，顾名思义，是产生激光且用于军事目的的一种装置。根据功率的不同，可以分为低能激光武器和高能激光武器两类。激光炫目器属于前者，后者则包括激光枪、激光炮等可以瞬间让对手灰飞烟灭的武器。高能激光武器的核心组件是高能激光器，它是产生杀伤破坏作用的关键部分，而激光武器的性能主要由激光器的性能所决定。高能激光器的种类有很多，如二氧化碳电激励激光器、二氧化碳气动激光器、HF化学激光器、DF化学激光器、氧碘激光器、维分子激光器、自由电子激光器和核激励激光器等。其中DF化学激光器连续波输出功率已达5000kw，具有能量高、激光束质量好、不需要外电源、输出功率高、大气传输性能好等优点。

3高能激光武器的组成及工作原理

高能激光武器一般由强激光器、光速定向器和作战控制系统组成，其中光束定向器又由光束发射控制系统和精密跟踪瞄准系统组成。它是利用激光作为能量直接毁伤目标或使之失效的定向能武器，首先，它要求一台高平均功率的激光器;其次，需确保光束时刻指向目标，并在大气中传输一个相当长的距离;最后要能将很高的能量聚焦在很小的面积上，并维持足够长的时间，以便对目标造成致命的损伤。因此，激光武器从发射到对目标造成致命整个过程中的每一个步骤都是技术的关键所在。激光武器在工作时，首先由远程预警雷达捕获威胁目标，并将威胁目标信息数据传送给指挥控制分系统，指挥控制分系统通过目标分配与坐标变换，引导伺服跟踪瞄准分系统捕获并锁定目标，伺服跟踪瞄准分系统再引导光束控制发射分系统使发射望远镜对准目标。当目标处于适当位置时，指挥控制分系统发出攻击命令，启动激光器，激光器发出光束，经光束控制发射分系统射向威胁目标，对威胁目标进行破坏。

高能激光束可使目标构成材料的特性和状态发生变化，如温升、膨胀、熔融、汽化、飞散、击穿和破裂等。它的毁伤作用主要为热作用破坏、力学破坏和辐射破坏。热作用破坏是当激光照射到目标上后，目标材料物质的电子吸收光能产生碰撞而转化为热能，使材料的温度由表及里迅速升高到一定温度时被熔融甚至气化，从而在材料上造成凹坑甚至穿孔。力学破坏也称激波破坏效应，当激光功率密度达到1080千瓦/平方～10100千瓦/平方时，目标材料不仅发生汽化，而且蒸气会通过自由电子的逆韧致辐射和光致电离两种机制吸收激光能量并导致蒸汽分子电离，形成等离子体，等离子体会进一步吸收激光能量并迅速膨胀，形成等離子体的激光支持吸收波，直至最后等离子体熄灭。而辐射破坏是材料表面因激光照射气化而生成等离子体，等离子体一方面对激光起屏蔽作用，另一方面又能够辐射紫外线和X射线，具有极强的穿透能力，可使物质电离改变其电学性质，对目标造成损伤，尤其对各类卫星的威胁最为严重。

4 高能激光武器的发展与应用

20世纪80年代，初级激光武器开始投入使用。在1982年英国与阿根廷的马岛战争中，据阿根廷飞行员回忆，英军舰艇发出了一种强烈的光线，将自己照得头晕目眩，飞行员就是在这样的短暂眩晕中坠机失事的。根据一些西方媒体披露，马岛战争期间，英国舰艇上试验性地装备了激光炫目器，能够使飞行员在短时间内失明，这是激光武器最早投入实战的记录。

美国早在1962年就着手研究与发展战略应用激光武器，到70年代，美国陆、海、空三军都制定了各自的激光武器发展计划，试图把激光武器应用到战场上，80年代，美国把激光武器的发展转向战略应用;到了90年代，美国又把激光武器的发展重点转向战区防御与战术防空激光武器上，以适应局部战争的需要，并已取得显着进展。目前，国外在激光制导武器的研制以及高能激光武器方面技术已日趋成熟，并已部分投入实战应用。

中国研制成功的新一代激光武器是国际上最先进的激光武器之一，可有效对付频频闯入中国领空侦察的“曙光女神”号超高速战略侦察机;中国的电子干扰机，能使F-117隐形飞机的激光制导、红外导弹完全失灵。1996年，中国新一代飞秒超强激光装置研制成功。这标志着中国的强激光技术又踏上一个新台阶。

高能激光武器的具有反应快速、打击准确、杀伤力可控、抗干扰能力强、监视能力强等优点，一般来说，可以将其分为战术激光武器和战略激光武器两大类。其中，战术激光武器用于战争中直接伤亡人员、击毁坦克、飞机及战术导弹等。战略激光武器则用于对付远程导弹、洲际导弹及空间武器等。按部署方式分为天基激光武器、地基激光武器、机载激光武器、舰载激光武器和车载激光武器等。高能激光武器的主要应用场合是空防体系，世界范围防务部门的军事计划人员、科学家以及工业研究所的工程师们长期以来致力于设计高性能的激光武器，以对付越来越先进的歼击机、武装直升机、各种导弹及海面掠行艇的日益增长的威胁。

5 小结与展望

高能激光武器的黑匣子问题在于“激光器”，没有了“激光器”的高能激光武器，在战场上就失去战斗力。所以，如何更好的保护高能激光武器的“激光器”，就是如何进行更好地提高高能激光器的光束质量及功率等重点。现代的高科技战场上，对各种武器都提出了更高的要求，要求作战武器的作战效能达到更准，更狠，更稳，更安全可靠。所以，谁拥有了更高新科技的作战武器，谁就能在战场上取得主动权。

参考文献

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