超短脈沖激光—— 定向能武器的發(fā)展方向

　　超短脈沖激光——

　　定向能武器的發(fā)展方向

　　■寧國強(qiáng)　　

　　作用于物體上的超短脈沖激光(渲染圖)。

　　據(jù)外媒報(bào)道，泰雷茲集團(tuán)澳大利亞分公司日前宣布，將探索新體制遠(yuǎn)程反無人機(jī)激光定向能武器，應(yīng)對戰(zhàn)場上日益增多的空中威脅，包括中小型無人機(jī)和無人機(jī)蜂群等。

　　當(dāng)前的反無人機(jī)激光定向能武器大多基于連續(xù)或準(zhǔn)連續(xù)激光開發(fā)，作用距離有限。新體制遠(yuǎn)程定向能武器以現(xiàn)有激光武器系統(tǒng)為基礎(chǔ)，但換裝超短脈沖激光。其光束作用距離更遠(yuǎn)，可穿透云和霧，且功耗更低。

　　超短脈沖激光是指脈沖寬度在皮秒(10-12秒)、飛秒(10-15秒)或更低量級的激光，具有峰值功率高、光束穩(wěn)定、系統(tǒng)熱管理機(jī)制簡單以及成本較低等優(yōu)勢。超短脈沖激光武器的作用原理不同于連續(xù)激光武器。連續(xù)激光武器的殺傷機(jī)理是熱燒蝕，通過向目標(biāo)的固定部位持續(xù)發(fā)射激光束至目標(biāo)表面熔化，達(dá)到破壞目標(biāo)的目的。超短脈沖激光武器向目標(biāo)表面發(fā)射超短脈沖激光束，將空氣變成“透鏡”不斷重新聚焦脈沖。當(dāng)峰值功率達(dá)到某一高度時，其作用在目標(biāo)表面的激光束可使目標(biāo)表面融化。與連續(xù)激光相比，超短脈沖激光可在更短時間內(nèi)取得同樣的作戰(zhàn)效果，所需能量更少，且溫度上升更快，停止加熱后降溫也快。這種使材料溫度快速升高和急劇下降的特性，易使材料發(fā)生相變而失效，可用于應(yīng)對石墨等耐燒蝕材料。

　　當(dāng)超短脈沖激光在大氣中傳輸時，其峰值功率超過閾值后會將空氣擊穿，產(chǎn)生等離子體區(qū)域，破壞飛行器的飛行環(huán)境，使飛行器偏航或自毀。超短脈沖激光與等離子體相互作用，還會產(chǎn)生電磁脈沖，在來襲導(dǎo)彈、飛機(jī)的金屬外殼上形成強(qiáng)大的感應(yīng)電流，進(jìn)而干擾或破壞其內(nèi)部電子設(shè)備。此外，電磁脈沖還可能使對方武器上的各類傳感器受到干擾而失效。

　　從技術(shù)原理上講，超短脈沖激光的一系列作戰(zhàn)優(yōu)點(diǎn)，使其有望成為一種新體制激光武器。然而，對其進(jìn)行系統(tǒng)化工程設(shè)計(jì)面臨不少技術(shù)挑戰(zhàn)。目前的超短脈沖激光器的體積較大，難以滿足機(jī)動搭載要求。另外，對超短脈沖激光的大氣傳輸特性研究較少，相關(guān)試驗(yàn)開展不夠充分，無法滿足軍事化應(yīng)用需求，諸如此類問題尚需繼續(xù)開展技術(shù)研究。如果研發(fā)成功并投入應(yīng)用，超短脈沖激光武器將在很大程度上改變當(dāng)前的連續(xù)高能激光武器作戰(zhàn)樣式。