殺敵于無形的波武器（三）：激光武器

從古代開始，人們就幻想著用光束作武器。光束每秒鐘走30萬千米，是當(dāng)之無愧的“宇宙第一速度”。古代有關(guān)戰(zhàn)爭的典故中，就曾經(jīng)記載以光為“子彈”，用鏡子極快地掃射目標(biāo)，達(dá)到出奇制勝的作戰(zhàn)效果。直到20世紀(jì)60年代發(fā)明了激光器之后，人們長久以來的夢想才得以近乎完美地實(shí)現(xiàn)。

目前，可實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的激光武器主要包括化學(xué)激光和固體激光。其中化學(xué)激光可實(shí)現(xiàn)大功率兆瓦級輸出，進(jìn)行硬毀傷或遠(yuǎn)距離干擾，但體積龐大且存在排放污染問題，只能部署于較大的作戰(zhàn)平臺；固體激光器體積緊湊、重量輕，但目前輸出功率較低，更適合對體積重量要求較為苛刻的車載平臺使用。

“以光為武”的夢想

相傳公元前3世紀(jì)，古希臘著名學(xué)者阿基米德，就采用過“光武器”大戰(zhàn)羅馬船隊(duì)。他讓士兵分別手執(zhí)鏡子，把太陽光一起反射到羅馬船隊(duì)，聚集起來的太陽光把羅馬的軍艦點(diǎn)燃，結(jié)果羅馬軍隊(duì)被打敗了。不過，這樣的故事僅僅是傳說。從實(shí)際來看，用鏡子（一般是凹面鏡）聚集起來的太陽光可以把火柴或者小紙片點(diǎn)燃的，但要把遠(yuǎn)處的軍艦點(diǎn)燃，那就有點(diǎn)夸張了。

假如要把1千米遠(yuǎn)的目標(biāo)點(diǎn)燃火，聚集太陽光的鏡子的口徑就要達(dá)半千米。這么大口徑的光學(xué)反射鏡，不用說在古代，就是在生產(chǎn)技術(shù)比較發(fā)達(dá)的今天制造起來也困難。就算能造出來，在戰(zhàn)場上立刻安裝也十分費(fèi)勁。在自然中，太陽光算是亮度最高的，所有其他各種人造光源的亮度都比太陽光低。用太陽光尚且做不成武器，用人造光源就更不行了。所以，盡管美麗的傳說有許多，就是沒有哪個古代國家真正研制出有效的“光武器”。

1960年5月15日，美國科學(xué)家梅曼宣布獲得了波長為0.6943微米的激光，這是人類的第一束激光，梅曼因而也成為世界上第一個將激光引入實(shí)用領(lǐng)域的科學(xué)家。據(jù)測算，激光的亮度比太陽光還高億萬倍，利用這種新光源，使得“光武器”夢想成真。當(dāng)激光器還在搖籃里的時(shí)候，美國三軍就開始大談特談激光武器。在軍隊(duì)中，幾乎所有人都支持激光武器的研制，都在談?wù)摷す?。在他們的心目中，激光是自原子彈爆炸以來最大的新聞，是原子彈之后在武器領(lǐng)域中最大的突破。

激光究竟是怎么產(chǎn)生的？

激光是2 0世紀(jì)以來繼核能、電腦、半導(dǎo)體之后，人類的又一重大發(fā)明。被譽(yù)為“最快的刀”“最準(zhǔn)的尺”“最亮的光”。英文名L a s e r是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的首字母簡寫，意思是“輻射的受激發(fā)射光放大”。激光的理論基礎(chǔ)起源于物理學(xué)家愛因斯坦，1917年愛因斯坦提出了一套全新的技術(shù)理論“光與物質(zhì)相互作用”。

在組成物質(zhì)的原子中，有不同數(shù)量的電子分布在不同的能級上，電子吸收能量后先從低能級躍遷到高能級，然后又從高能級回落到低能級，同時(shí)釋放出能量，并以光子的形式放出。這種被激發(fā)出來的光子束就是激光，其中的光子光學(xué)特性高度一致。這使得激光比起普通光源，激光的單色性好，亮度高，方向性好。從激光產(chǎn)生的機(jī)理看，它仍然離不開電磁原理，因此屬于電磁波。

激光是有顏色的，激光的顏色取決于其波長，而波長取決于發(fā)出激光的活性物質(zhì)，即被刺激后能產(chǎn)生激光的材料。如，激發(fā)紅寶石可產(chǎn)生深玫瑰色的激光束，它主要應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，比如用于皮膚病的治療和外科手術(shù)。惰性氣體氬氣產(chǎn)生的激光束為藍(lán)綠色，它在顯微眼科手術(shù)中是不可缺少的。半導(dǎo)體產(chǎn)生的激光能發(fā)出紅外光，因此我們的眼睛看不見，但它的能量恰好能“解讀”激光唱片，并能用于光纖通訊。但有的激光器可調(diào)節(jié)輸出激光的波長。

激光武器都有哪些類型？

如今激光武器已有40多年的發(fā)展歷史，其關(guān)鍵技術(shù)也已取得實(shí)質(zhì)性突破，美國、俄羅斯、法國、以色列等國均成功進(jìn)行了各種激光打靶試驗(yàn)。從運(yùn)載平臺看，激光有陸基、海基和空基等多種部署類型。而從激光發(fā)生器的技術(shù)體制看，目前可實(shí)戰(zhàn)應(yīng)用的激光武器主要包括化學(xué)激光和固體激光。其中化學(xué)激光可方便實(shí)現(xiàn)大功率兆瓦級輸出，進(jìn)行硬毀傷或遠(yuǎn)距離干擾，但體積龐大且存在排放污染的問題，只能部署于較大的作戰(zhàn)平臺，如戰(zhàn)略運(yùn)輸機(jī)等。固體激光器體積緊湊、重量輕，但目前輸出功率較低，更適合對體積重量要求較為苛刻的車載平臺等使用。

化學(xué)激光器是目前效率最高、技術(shù)最成熟的激光器。美軍研制的反導(dǎo)型“機(jī)載激光器”（ABL）和用于對戰(zhàn)術(shù)目標(biāo)實(shí)施精準(zhǔn)打擊的“先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)激光”（ATL）系統(tǒng)都采用了氧碘化學(xué)激光器。然而，化學(xué)激光器實(shí)戰(zhàn)部署存在困難，主要難題包括：結(jié)構(gòu)復(fù)雜龐大、重量大，戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)飛機(jī)無法搭載，化學(xué)染料易燃、劇毒、有腐蝕性，使用維護(hù)繁瑣且費(fèi)用昂貴。

固體激光器具有全電能驅(qū)動的特性，這一特點(diǎn)使其具有結(jié)構(gòu)緊湊、效費(fèi)比高且可以多制式輸出等優(yōu)點(diǎn)。由于固體增益介質(zhì)內(nèi)部產(chǎn)生的熱量只能由表面耗散，使得增益介質(zhì)在高功率泵浦時(shí)產(chǎn)生較大的溫度梯度，導(dǎo)致熱應(yīng)力和熱畸變，從而導(dǎo)致熱損傷和光束質(zhì)量退化等問題。

（編輯/高緯時(shí)）