火狐体育首页进入:高能激光器（HEL）

　　自上世纪60年代初以来，美国和俄罗斯/前苏联（USSR）现已在为未来国防体系开发高能激光兵器的路途上取得了长足的前进。在这方面的研制作业中现已投入了数十亿美元和卢布。数以百计的天才科学家和工程师们将自己一生的汗水献给了此项作业。他们取得了严峻技能前进，成为令人瞩意图成功模范。接下来，由小编带咱们一同来了解一些高能激光器，了解其要害技能展开、展开前史和研讨中遇到的一些困难，与咱们评论高能激光兵器的底子技能优势和约束，以及影响前史的一起的社会、文明和政治环境。

　　立异思维转变成技能然后永远地改动人类日子办法的比如不乏其人。高能激光器（HEL）兵器是人类第一次幻想一种技能、然后得到启示然后成功研制出该技能的事例。HEL一般是指均匀功率逾越100kW的设备。依照时刻倒溯，HEL兵器概念前史中的一些要害节点包含：1962年至2008年基恩·罗登贝瑞（Gene Roddenberry）的《星际迷航》（Star Trek）电视剧；1960年休斯实验室（Hughes Laboratory）的西奥多·梅曼完结红宝石激光器演示验证；1957年哥伦比亚大学的戈登·古尔德（Gordon Gould）创造“激光”（受激辐射光扩展）一词；1951年哥伦比亚大学的查尔斯·汤斯（Charles Townes）和莫斯科列别捷夫物理研讨所的尼古拉·巴斯夫和亚历山大·普罗霍罗夫（Nikolai Basov and Alexander Prokorov）创造微波激射器；1916年爱因斯坦提出受激辐射假定；1898年赫伯特·乔治·威尔斯（H.G. Wells）的科幻小说《国际战役》（The War of the Worlds）以及公元前212年最早的阿基米德热射线神话。其间，《星际迷航》和《国际战役》或许对美国军方领导人的思维产生了最大的影响，相同，由闻名俄罗斯作家阿列克谢·尼古拉耶维奇·托尔斯泰在1926- 1927年间创造的科幻小说《加林逝世射线》也鼓舞着苏联在其未来的兵器库中想象这种射线兵器的潜在功效。先进兵器配备的需求是遭到了前期暗斗环境的驱动。科幻小说激起了HEL兵器的支撑者和开发者达观、振奋而热心的健康心态。

　　依据俄罗斯解密后最近发布的信息，俄方面出资研制高能激光兵器技能的时刻比美国早。这方面的出资起始于1965年，在梅曼的红宝石激光演示之后只是几年。诺贝尔奖取得者巴斯夫和普罗霍罗夫主导了这方面的作业，而彼时美国正忙于开发更强壮的火箭和日益杂乱的洲际弹道导弹体系。对核弹头从头进入大气层阶段的防卫（美国用的词汇是“结尾防护”）被以为是俄国防部分一点点看不到合理技能处理计划的软肋。美国一些导弹防护专家将“结尾防护”称之为“棕色底裤防卫”（brown pants defense），由于这将是在核弹头引爆之前终究几秒钟内的终究一搏的防卫，即便有处理计划也没有犯错的地步。近零飞翔时刻的激光兵器具有炸毁方针的杀伤力，并为这一原本扎手的问题供给了一起而有招引力的处理计划。从技能上来说，光子以光速抵达方针，光子与方针之间的相互效果的时刻就形成了杀伤力。

　　1965年，前苏联发动了Terra-3和欧米茄项目。显着，Terra-3是针对结尾导弹防护的光束兵器归纳计划，而欧米茄则是陆基空防。巴斯夫从Terra-3项目伊始就发挥了技能领导效果，而普罗霍罗夫也在欧米茄项目中发挥了主导效果。

　　巴斯夫在寻求一种办法，经过在方针外表上进行高能脉冲激光烧蚀来损坏具有丧命强度的反冲脉冲的来袭弹头。为了完结这一点，展开了两种并行的作业：开发了低束散角的高能单脉冲激光设备和高精度的方针捕获体系来寻觅和盯梢方针。必定还有一种将光子传输到方针的光束操控体系的研制作业，但没有宣布与之相关的任何细节。该项目发动后不久，前苏联科学家开端信任，以其时的技能水平，选用单脉冲设备得到低束散角的高能量相干光子太过于达观，或许现在也相同。巴斯夫选用了列别捷夫物理研讨所的观念，首要找到生成高能光子的办法，然后再缩小光束的束散角。

　　跟着爆破性气体碘泵浦激光器的展开，高能激光器（HEL）设备开发作业中生成高能量光子的部分展开适当敏捷，并于1969年在碘波长（1.315微米）上抵达兆焦耳脉冲光子能量。脉冲长度改动规划在20微秒到逾越150微秒之间，半束散角大约为5×10-3弧度。脉冲具有非高斯不规则光束强度概括。该设备不只一个将会自毁的单次发射设备（在“棕色底裤防护”方面显着是可以忍受的），光束质量不行好，无法在有用间隔规划内供给满意的能量密度。即便能进步光束质量，该波段的大气吸收也或许会阻断空气，产生等离子体路障，阻挠光束抵达方针。

　　该激光设备开发作业的另一部分（开端企图进步束散角的部分）是完结一些其他要害使命。受激拉曼散射（SRS）原理供给了一个潜在的处理计划，不只可以进步光束束散角，而且可以处理爆破性泵浦碘激光器的其他首要缺陷：将波长从1.315微米转到约1.65微米，该波段存在低大气吸收窗口；将多束输入激光光束组合为一束相干输出光束。发动了代号为“加法器”（加法器）或“加法器-激光器”的项目，树立一台依据SRS的集一切功用于一体高功率多光束组成器、一台光束清洁器，和一台波长转化器。到1976年，该小组成功地开宣告了“加法器”，将2到6束独立的激光束组成为一束100 KJ级的相干光束，波长为1.65微米，球面度亮度为1015至1016 W/cm2，束散角小于5×10-5弧度。据报道，100千焦“加法器”的光子-光子能量转化功率为40％左右。可是，在概念证明阶段，依据一项小规划的实验室的实验进程陈述，取得了挨近理论转化功率（80％）的效果。其双镜光栅体系（DMRS）或许是实验中未呈现的部分光束能量糟蹋的原因。DMRS的外观有点相似于曩昔在美国干流职业运用的分节镜光束积分器，它从光束强度散布高度不规则的光源中产生顶帽形光束概括。可是， DMRS也可以调理泵泵浦光束（输入光束），使“加法器”发挥最佳的功用。

　　研制激光器的一同，俄研制团队也开发了一种高精度的方针捕获体系，代号为LE-1。该体系是一种激光雷达体系，实际上在Vympel机械制造规划局发动Terra-3 之前，LE-1就现已开端研制了，旨在为激光光束指示体系供给高度准确的实时方针盯梢信息。它要求激光束接连脉冲速率满意高，而且每一脉冲的能量满意大，这样才干产生有含义的时刻和空间分辨率，回来信号才干满意强。此外，还需求有容量满意大且核算才能满意强的核算机在盯梢期间处理接连的数据流。这在二十世纪六十年代中期是一项艰巨的使命。1967年成功建成并测验了一套单通道数控红宝石激光雷达样机。其时，红宝石激光技能还不行先进，无法运用单激光器开宣告一个全尺度体系。因而，苏联科学家挑选选用192立红宝石激光器复用的多信道体系。每台的脉冲速率为10赫兹，脉冲能量为1焦耳。在二十世纪七十年代中期成功开发、测验并投产了一套用于太空方针盯梢的全尺度体系。

　　彼时，Terra-3项目在最佳大气透射波长上取得一束光束质量满意高的100千焦级的激光脉冲，LE-1激光雷达体系将该光束引导到方针。激光脉冲能量不足以在核弹头再次进入大气层阶段将其毁掉，但“加法器”技能可以依据需求尽或许多地将多束激光束组成，抵达所需的任何脉冲能量水平。该爆破性泵浦激光器在两次发射之间有太多的不方便和搅扰。所以用一种能使整个体系更稳健的放电体系替代了爆破性泵浦体系。可是，很快就呈现了一个有关杀伤力的过错的底子假定。预期的后坐冲量强度还不足以毁损再次进入大气层的核弹头。现实证明，脉冲长度相对较长的MJ级脉冲没有足以完结使命的能量。1978年，Terra-3项意图结尾导弹防护部分正式宣告撤销。

　　欧米茄项目在体系概念上采取了一条不同的途径。其作战环境也不同于Terra-3。该项目好像是一个战术防空体系概念。普罗霍罗夫和他的团队从固态激光器着手，或许选用闪光灯泵浦为其供电。除了实验体系视图相片中的阐明之外没有宣布更多细节。该体系始建于1972年，代号X-1欧米茄。它包含96（4×24阵列）立100千焦脉冲钕玻璃激光器。依据阐明，每个独自的激光器单元具有一个平坦的1000×240×40毫米的二元钕玻璃激光模块。光束的操控经过激光雷达和精细束制导子体系辅佐完结。该体系用一个带有电感储能线兆瓦磁流体动力脉冲能量源产生器来供电。最有意思的是，依据使面-空导弹弹头裂为碎片所需的典型总动能，树立并评价了一个10兆焦耳能量密度的杀伤通量要求。

　　七十年代初期，在莫斯科以东约200公里的一片茂盛的森林中建设了一个2万人的小镇。该镇被称为Raduga（意为彩虹），它存在的仅有意图是测验高能激光器和激光体系。这与美国的高能激光体系实验设备（HELSTF）相似，其时是人类前史上仅有的高能激光兵器镇，或许现在也依然是，Raduga现在依然是俄罗斯的高能激光测验中心。

　　显着，除了结尾防护外，俄罗斯在HEL兵器方面还作了其他作业，但没有揭露。曩昔现已揭露了有关HF、DF、CO2、碘和固体激光器等方面的作业，如Raduga的均匀功率达兆瓦等级的CO2激光器和莫斯科格拉纳HEL规划局的一台可达100kW的闪光灯泵浦固体激光器设备（现在闪光灯或许已被二极管替代）。2010年，彼得·扎鲁宾教授（Peter Zarubin）宣布了《激光兵器，神话仍是实际？苏联和全球的高功率激光器》。这本书仅在俄罗斯出售，并没有被翻译成英文。但扎鲁宾教授表明，这本书包含了苏联年代HEL兵器的大部分解密信息，包含非导弹防护运用信息。

　　美国在HEL兵器方面的研讨作业比俄罗斯晚几年，1968年AVCO公司的艾德·盖瑞选用气体动力CO2激光器完结了100kW输出功率。表1总结了美国的高能激光兵器验证项目。许多前期的概念证明作业源于七十年代初期高功率（10kW和100kW级）接连波CO2激光器的完结。从美国业界的观念来看，普·惠公司的迪克·马尔瑞迪记录了这些前期作业的故事，构建了相对耐久的气体动力CO2激光器，并将其供给给了大多数前期的验证项目。坐落新墨西哥州阿尔伯克基的空军研讨实验室（AFRL）定向能与航天运载技能委员会的前史学家罗伯特·达弗恩也在他的《机载激光—光子弹》一书中从美国空军的视点描绘了前期的作业。风趣的是，这些都是针对短程空中要挟规划的战术运用。与苏联相反，美国在对立硬核弹头的首要导弹防护运用方面没有取得太多支撑，这或许是由于导弹再次进入大气层进程中，方针早已针对气动热采取了防护，而且在美国HEL职业，HEL被以为是热杀伤兵器。这是底子不适宜的。助推阶段猎杀是美国HEL兵器针对对长途导弹要挟的首要推动力。在助推阶段，方针的尾焰亮堂，很简单发现。这时方针集成于一体，处于最软弱的时期。此外，假如/当在助推阶段将要挟击毁，包含弹头在内的残骸或许会落在进犯者自己的领土上。

　　关于美国HEL兵器开发的一个最风趣的方面是每个兵种和安排都在履行自己的计划，竞赛十分剧烈。每个兵种和安排有自己一起的文明和研制办理风格。水兵是第一个由于在10.6微米波长波段的海平面大气吸收较高而暂时抛弃相对先进的CO2激光器的。水兵和DARPA成功开发了100kW级DF激光器（水兵-DARPA化学激光器，或NACL），加权均匀波长为3.8微米，大气吸收比CO2波长低一个数量级。水兵还开发了名为水兵瞄准（NPT）的一种70厘米孔径的光束操控体系。开端是开发与CO2激光器一同运用，但后来修改为与DF激光波长一同作业。1978年，NACl和NPT一同盯梢并在飞翔中炸毁了陶式反坦克导弹（TOW）。该项目被命名为“水兵联合现场测验计划” （UNFTP）。其时，这是均匀功率最高的美国HEL体系验证项目。之前的验证项目包含10kW（MTU）和100kW（项目DELTA）级CO2激光器，其间以无人机和航模为方针。

　　水兵项目成为美国HEL研制的一个首要项目，发动了一个名为“SeaLite”的MW级全尺度原型体系的研制项目。“SeaLite”的意图是要证明兆瓦级DF激光器在针对低空飞翔的超音速巡航导弹进行船只防护（航母和战役舰队）时的才能。水兵在应对苏联反舰巡航导弹不断进步的速度和机动性方面没有挨近成功的很好的处理计划。水兵在1980年开宣告了兆瓦级的DF激光（中红外先进化学激光MIRACL），并于1984年在战术伺服基座上设备了输出镜孔径为180cm的光束操控子体系（“SeaLite”光束操控器或SLBD）。他们被转移到新墨西哥白沙导弹靶场（WSMR）的HELSTF项目中。“SeaLite”体系具有全尺度组件和许多确诊体系来监督体系和体系组件的功能。“SeaLite”体系的集成用了两年，成为西方仅有的兆瓦级高能量激光器和操控体系归纳设备。在2000年代末波音747飞机上的机载激光器（ABL）成功整合了兆瓦级氧碘化学激光器（COIL）和光束操控体系之前，它都保持着一起的位置。1985年，“SeaLite”开端进行针对停止和飞翔方针的体系级确诊测验。

　　与此一同，美国空军成功地将普·惠公司的一台100kW级气体动力CO2激光器和一台60cm口径的机载指示和（APT）体系集成到一架改型的KC-135军用飞机上。该体系被命名为“机载激光实验室”（ALL）。1983年，机载激光实验室在各种飞翔配备下成功击落了AIM-9导弹和BQM-34无人机。这是美国空军及空军兵器实验室长达十年的研制作业的成功时刻。它使美国空军信任，未来真实有或许搭载HEL兵器体系飞翔。适宜的高空HEL设备的研制作业取得了显着的效果。

　　1986年，“SeaLite”体系第一次击落一架BQM-34无人机。三年后（1989年），该体系第一次在一个有战术含义的间隔上击落在巡航导弹穿插轨迹中超音速飞翔的塔洛斯（Talos）导弹。“SeaLite”项目提早十年抵达了开端的方针设定，并验证了其进行下一个过程―将体系设备到水兵军舰上的具体的工程规划―的技能预备。

　　1983年，战略防护建议安排（SDIO）建立。许多顶级国防研制项目都从三移到SDIO项目全体计划下，并得到SDIO赞助。作为在美国最大的HEL兵器研制项目之一的“SeaLite”项目失掉了水兵资金支撑，成为SDIO的HEL全体项意图一部分，尽管项目办理办公室仍留在水兵。项目名称也相应地变更为“SkyLite”，由于SDIO的使命是天空的防护。依据SDIO的全体战略计划，“SkyLite”作为国防部仅有可用的兆瓦级归纳激光器和光束操控体系，成了一个技能演示设备，尽管它在SDIO不断展开的全体防护体系中没有特殊效果。“SkyLite”项目在1989年击落了一枚超音速巡航导弹，处理了其间一个恼人的舰船防护问题，但由于它没有在天空防护方面有超卓体现，所以这次没有被SDIO作为成功的时刻。

　　同年，SDIO发动了自己的依据2.8微米波长HF激光的空间激光（SBL）防护项目。它的清晰使命是助推阶段和中程防护。SDIO还发动了地基自由电子激光（GBFEL）项目、核泵浦激光器项目以及带电粒子和中性粒子项目。高频激光器选用的是水兵现已老练开发的同一种化学激光技能，但SBL是在太空中作业，大气吸收可以疏忽，较短波长的小型光学体系具有分量方面的优势。假如其时1.315微米波长的COIL现已满意老练的线年，水兵HEL兵器体系原型体现出长期查找才能的同一年，产生了一件难以想象的事，柏林墙倒塌了。两年后，简直一切的美国防护战略的仅有假想敌——苏联崩溃了，SDIO针对苏联大规划突击的天空防护战略显得不再那么急迫了。SDIO及时发动了赞助项意图优先级洗牌。它撤销了1991年的SBL项目中的定向能部分，并于1993年将其更名为弹道导弹防护局（BMDO）。

　　水兵开端从头考虑“国际上没有苏联”这一布景下的水兵战略。第一轮的主见是环绕独立水兵舰队巡查海岸，船只没有惯例的大型舰队一同飞行，也不需求相互防卫对方。这是蓝海水兵想象棕色海岸防护水兵的或许性的时刻。因而，船只的自卫被视为一个要害的防护计划。为了衡量下一步在舰船上设备激光兵器体系的价值，水兵被激光兵器的倡导者压服，展开了一系列针对径向来袭巡航导弹的舰艇自防护才能验证实验。这一作业是有含义的，作出舰船改装HEL兵器的严峻出资之前，需求处理惯例舰船设备进程中的疑难问题。但自防护验证实验却未能炸毁来袭导弹，交兵计划中很少或底子没有光束转化。激光束加热了光束指向器和方针之间的简直阻滞的空气柱，效果热晕使光束质量下将，丧命的辐射无法传递到方针。大约20年前，美国水兵现已挑选了大气传输功能更好的DF激光器，但效果证明这种激光器并不适用于舰船自防护。这次失利促进水兵HEL项目开端寻求一种大气传输功能更好的HEL设备。美国水兵以为，自由电子激光器（FEL）是一种潜在的处理计划。它本身并不是一个典型的激光器，但可以生成单色光的相干光束，而且其波长底子上是可调的。此外，其之前的尺度十分大，而且只验证到10 W。美国水兵于1997年与托马斯·杰斐逊国家动力加速器设备部（杰斐逊实验室）协作发动了其水兵FEL项目，在近红外线波段将输出功率扩展到kW级，旨在开发尺度和功率都满意舰船兼容要求的设备。同年，美国水兵HEL兵器研制项目办公室闭幕。两年后（1999年），美国水兵FEL项目作为技能开发项目转移到水兵研讨实验室，而且在3.1微米波段完结逾越170kW功率，最大尺度达30米，但其电/光子能量转化功率远低于1％。

　　FEL被以为是HEL兵器的终究候选激光设备。其可选波长可满意这一意图，光束质量本身十分好，实际上简直是超好，而且它是电动的，无需任何有害化学物质。美国水兵经过30米能量收回循环的红外波段超导线性加速器成功地将功率进步到10kW等级。俄罗斯也选用室温直线加速器成功地将FEL进步至500W。该设备选用一个23m的能量收回循环在远红外波段作业。可是，自由电子激光器的波长可挑选性遭到线性加速器的能量水平的约束，功率/能量水平遭到喷射器的电流密度的约束。一个高功率FEL的波长只在规划阶段具有可挑选的自由度，而且一旦挑选了波荡器，只要很窄的波长调整规划，除非体系选用多种波荡器。除非反射镜技能赶得上高辐射处理才能，或许FEL技能找到下降输出辐射水平的办法，不然，将FEL功率进步到逾越10kW等级十分具有挑战性。此外，全体技能水平，尤其是高电流/高光束质量注射器，无法满意如今的工程进步作业。移动平台上的任何高功率FEL的概念带来的质疑不亚于开端ABL项目中在飞机设备一个兆瓦级COIL。

　　1989年，AFRL成功将COIL进步到100kW水平。美国空军曾有着斗胆立异、自给自足的悠长前史，并严厉支撑自己的项目。1994年，SBL撤销几年之后，由于COIL功率几笔的成功进步，空军研讨实验室在BMDO的支撑下推出ABL项目，之后取得导弹防护局（MDA）的支撑。COIL功率进步到兆瓦级花了10年。之所以这么长期不是由于缺少技能才能，而是优先级不行。美国空军研讨实验室正在不断扩展含有兆瓦级COIL的全规划ABL所需的技能根底，特别是研制相位共轭自适应光学体系、光束操控体系、轻量高功率光学体系、简化COIL技能及其子技能范畴。在飞机上设备兆瓦级激光器和光束操控器的确是一个斗胆的主见。业界许多人都适当置疑能不能将一切这些技能设备到一架单波音747飞机上，但他们现已取得了稳步展开，并取得了突破性效果。

　　大约在AFRL和BMDO闭幕水兵HEL项目并建立ABL之时，以色列的边境定居点和乡镇正在饱尝“喀秋莎”火箭炮的狙击苦楚。关于这种进犯的防护时刻是以分钟计时的。其时，以色列的兵工厂没有兵器处理计划，所以在1996年，美国和以色列签订了一项协议，依据100kW级DF激光器开发协作型战术高能激光（THEL）兵器体系样机，美国水兵担任技能开发。该THEL体系在2001年成功击毁28枚“喀秋莎”火箭。

　　现实证明，该体系可以运送，但不必定能移动。该体系只要很小的或许或简直没有或许打包设备到移动平台上。整个以色列边境需求许多设备来防护，但可运送的体系又产生了“需求防护的另一项财物”的问题。该体系的本钱将抵达数十亿美元。有人质疑花费数十亿美元冲击防卫本钱低于500美元的火箭是不是一个明智之举。当以色列人开端寻求或许会更廉价、失利的危险也更低的动能处理计划时，THEL体系的未来就成了一个近乎永久性持有的形式。一同，以色列人和邦邻阿拉伯人达成了政治处理计划，所以火箭发射炮狙击的次数削减，这一问题就不再是优先级最高的问题了。美国陆军持续研讨在移动平台上搭载100kW级激光器的体系，并将其命名为“移动战术高能激光器”（MTHEL），即移动THEL，用于各种针对空中和地上方针的交兵使命。

　　该ABL项目于2004年被正式改为“导弹助推段防护项目”，并成为一项MDA项目。COIL于2005年敏捷进步到兆瓦级。三大承包商都被颁发合同：诺斯罗普·格鲁曼公司（原TRW公司）取得HEL子体系，洛克希德马丁公司取得光束操控子体系，主承包商波音公司取得飞机子体系以及体系操控和集成。全新技能运用在体系中完结花费了更长的时刻，本钱也比原先的估量多了不少。尽管成功将该体系集成到了波音747上，并证明了其击落导弹的才能，但由于进展持续下滑和本钱超标，无法在国会寻求到满意的支撑，难以持续取得赞助。2011年，MDA放置了ABL项目。

　　在60年代初，激光兵器的主见开端是研制实验室的一个概念。美国和苏联花费数十亿美元和卢布将这一概念变成了原型兵器体系，并期望永远地改动未来的战役。半个世纪曩昔了，还没有向战士移交出一台高均匀功率的激光兵器。相反，它回来到了实验室。美国HEL职业好像正会集能量致力于用约1微米波长来进步固态激光设备。俄罗斯也大略如此。为什么？

　　人们对激光兵器才能的期望和经过科学与工程可以完结的才能之间最显着的距离之一在于：杀伤力。在美国和苏联，光速传输的杀伤力是激光兵器的一个首要卖点。《国际战役》与《星际迷航》中的鬼魅多年来鼓舞着人们作出有利于项目赞助的决议。可是，实际是，杀伤力取决于激光在方针外表上产生的热效应。任何热效应都需求必定的时刻来构建，这个时刻比光子从输出孔径到方针的传输时刻高几个数量级。从本质上来看，提到兵器的功用性，这是一个“敏捷然后等候”的出题。

　　另一方面，这一等候也可所以其他惯例兵器无法供给的作战维度。子弹和炸药在有限时刻内抵达方针，可是，一旦抵达方针，他们不是射中便是丢掉方针。射中质量决议了危害的严峻程度。兵器操作员没有旋钮来操控射中质量。惯例兵器操作员可以依据射中质量决议盯梢开战的回合。一般状况下，惯例兵器射击学说（或许是）射击-调查-射击或许（或许是）射击-射击-调查-射击。咱们有必要在每一次盯梢射击时都有时刻来评价兵器的有用性。但关于激光兵器，操作员有这样一个旋钮：光束在方针上逗留的时刻和激光功率将决议方针毁损的严峻程度，而当方针被确认后，这一点操作员是可以操控的。因而，没有必要等候调查是否确认成功。当意图不必定是射杀时，在兵器交兵中这是特别重要的一个方面。咱们的戎行一般期望使方针失掉效能，然后取得交兵后对其进行研讨的时机，而不是射杀它。这是戎行或激光兵器支撑者没有充沛了解和运用的第三交兵维度。激光兵器并没有立即在方针处产生一个人们在于《星际迷航》看到的火球，但它在技能层面供给了一种愈加具有军事含义的才能。或许这依然是一个超前的主见，即便它只是是一个长间隔火炬接力。

　　美国规划了HEL兵器体系，并别离经过几种适用于特定的确认计划的热效应能来完结杀伤力。从底子上来说，水兵的HEL兵器体系是依据激光诱导热融化完结其杀伤力的。它靠激光束来熔化和蒸腾并穿透方针的蒙皮，不管何种热危害，一旦光束侵入蒙皮之内，都能进入其内部，直到方针呈现无法履行其意图的显着特征。当方针高速移动时，这种杀伤力计划作业功能最好，这种状况下烟雾和碎片会从光路中消失，将新的无缺的部分露出给光束。抱负的方针是穿透超音速导弹。THEL体系依据弹头蒙皮加热，不是烧蚀和穿透蒙皮，而且使炸药自燃直至为密闭的蒙皮内抵达主动爆燃温度，并导致压力容器爆破。穿透蒙皮或许会导致爆破物在容器内爆燃减压，其焚烧产品经过穿刺孔逸出。爆破会持续焚烧下去，直到方针抵达地上。剩余的炸药会在冲击地上时引爆，兵器依然会完结其部分方针。这种类型的杀伤力仅适用于炸药填充性弹头，这种弹头会在一段时刻内将本身露出给HEL兵器；有满意长的时刻自燃，自燃一般需求至少几秒钟。这种杀伤力项目十分适宜速度相对缓慢的弹头；针对像“喀秋莎”一类的火箭炮是一种很好的匹配。ABL的杀伤力是热诱导杀伤的另一个实例。它依靠于金属容器的热诱导导致的箍应力失效。圆周上的不均匀分部以及部分加热会削弱金属容器，在圆周方向上产生张力。假如/当张力满意大，容器会解压并翻开。显着，这对填充有液体的容器没有用果，液体会使部分受热涣散，不太或许产生满意的张力。另一方面，假如该容器结构现已有压力，这将下降使其产生毛病所需的激光诱导张力的巨细。这样的状况产生在挨近远间隔液体火箭的助推阶段结尾。别的，火箭燃料容器结构在助推阶段会承受加速度导致的紧缩应力。这使ABL成为长途导弹助推段杀伤的抱负挑选。

　　或许防护对策是HEL兵器的未来，特别那些依据热诱导杀伤的激光兵器，最要害的问题之一。怎么既简单又廉价地进行激光防护？杀伤时刻正比于的杀伤通量要求。针对激光进犯的对立办法是要挟体系更快进步杀伤通量面对的一大问题，由于比激光兵器更廉价，或许会添加给定杀伤时刻窗口的功率等级。多年来，工科专家们在隔热体系方面进行了许多的实践，并有多种不同杂乱程度的实例。更重要的是，热工程师也在像HEL兵器界的科学家和工程师们相同立异并推动最先进技能大力向前展开。这仅指出一个现实，即HEL兵器将无法幸免于未来的互不相让的军备竞赛。

　　运用外表靶材快速蒸腾产生的反冲力来确认方针怎么，就像苏联在其导弹防护激光体系Terra-3中的做法相同？这种主见挨近惯例兵器的杀伤力，一维杀伤。或许这种办法更好，也更简单被了解，乃至与依据热杀伤计划比较，戎行和支撑者也能更好地了解该计划，由于它是一个了解的概念，瞬间破坏方针。在方针处丧命所需求的辐照水平与方针和激光之间的空气的等离子体阈值之间的差异推动了这一概念。空气与任何其他资料相同，也是一种简单遭到激光诱导等离子体击穿的物质。依据空气中水的含量（湿润和雨），击穿阈值分为几个数量级。一旦等离子体被激起，激光束将无法经过等离子体传达。在等离子体击穿点将会呈现火球和冲击波，而不是在方针处。因而，致死所需辐照度有必要比周围空气的等离子体阈值大得多，还需求满意高以诱导反冲脉冲毁损方针。美国曾针对人员的非丧命运用提出相似的主见，经过激光脉冲引起的冲击波撞倒人。这个主见很快被驳回，由于在那个时分没有可以运用的脉冲能量满意大的人眼安全激光。或许现在依然适用。其时的主见是将周围视觉规划内的人员击倒而非致盲。此外，那时分大气击穿辐照度和完结该方针所需的辐照度之差是没有大到足以招引军方或差人。

　　从未证明HEL兵器的杀伤力是牢靠的。这或许是其未能取得军方和政治领导层的支撑的要害软肋。另一方面，军方特别抵抗改动，尽管它也有在失望的状况下选用与众不同的主见的悠长前史。用蒸汽机来驱动军舰的概念与帆船的倡导者阅历了一个绵长而艰苦的奋斗。雷达倡导者也不得不经过一个绵长而困难的路途才被军事行动所承受。火箭/导弹与枪之间也是如此，还有其他许多新的主见千篇一律。在兵器体系中，火炮、火箭、导弹、乃至是弓和箭都有其他设备难以履行的适宜本身的使命范畴。HEL兵器也体现出没有其他哪种兵器体系可以轻松完结的一起的才能。军方必定会承认其不会被现有的兵器体系完结的未来的优势使命范畴。就像被军方选用的一切其他新的兵器相同，HEL兵器或许将会履行自己的优势使命范畴，进步全体军事才能，而不是替换现有的兵器体系。它呈现在HEL兵器概念仍逾越年代时，乃至在企图配备高能激光兵器半个世纪后的时刻。

　　现在，HEL只要一个首要运用：兵器。这不只是由于自1960年以来的前史原因。与本文所评论的激光兵器不同，或许的非兵器运用呈现在主见拟定阶段；射束能量推动、动力传送、空间碎片整理，以及其他方面。HEL技能是HEL兵器的根底。在美国许多激光技能现已随时刻产生演化。可是只要少量成为HEL，其间大部分是接连波（CW）激光器，具体地说，是二氧化碳（CO2）激光器、HF / DF化学激光器和COIL。表2给出了美国首要HEL设备展开前史。

　　在开端，接连波或脉冲波CO2激光器都被以为是在美国电力HEL兵器的候选设备，那时没有其他可选设备。在1973年DF激光器成功扩展规划后，CO2激光器由于大气传输功能弱，很快被抛弃。可是，最具影响的研讨选用的是CO2激光器。这是可用于此类研讨作业的最经济的高功率激光器设备。到70年代中期，功率达千瓦级的1.06微米钕激光器上市出售。他们还被用在效果测验中，并供给在高辐射条件下波长对激光与资料相互效果的依靠效果的有价值的见地。可是，由于对眼睛有危害，他们从来没有被考虑用于露天激光兵器体系。眼睛在可见光和近红外波段的十分低的能量水平条件下简单永久性失明。后向和前向散射光束和反射光束带来的顺便危害是重视的首要问题。可是，CO2激光器和钕激光器在二十世纪七十年代和八十年代得到广泛的工业运用，现在他们现已是从电路板蚀刻、热处理到切开和焊接等全球产业化运营的重要组成部分。人们在不断寻觅更多的激光器使咱们的日子更夸姣。

　　从本质上讲，在军方决议军事作战中不能承受运用散装危险化学品之前，HF / DF和COIL被视为美国电动兵器仅有的两项激光技能。当然，除了现已过几个世纪的许多研制作业使炸药和推动剂不那么活络，仍在持续寻觅更多不活络的高能资料。乃至像汽油一类的蒸发燃料和航空燃料也在前段时刻更换为柴油和JP-5。这种状况使HEL兵器职业没有给HEL体系供电的可行计划。氟化合物是在HF / DF激光器技能的必要组成部分。用于COIL技能的过氧化氢溶液、氯气和碘蒸气也是如此。并非一切这些激光技能的化学品都对人类或环境无害。

　　美国科学家只剩电力供电固态激光技能的这一挑选，该技能处于相对高级阶段，功率为千瓦到10千瓦水平，仍有很大进步空间。可是，简直一切的都处于1微米波长邻近，在眼睛最灵敏的红外危险区域。该波段在经过大气传达的才能方面功能优异。其波长比化学激光器短，具有光学尺度更小、在方针处的功能还更好的长处。在这些方面的巨大优势是不可否认的。二极管泵浦替代闪光灯泵浦进步了功率。测验了将不同的稀土和基质资料相结合寻求更高的量子功率。测验了不同的光纤配备办法。

　　一切这些作业的一个一起要素是一个功率/能量又高光束质量又好的展开战略。在生成低束散角的光束的进程中别离得到高功率/能量光子的主见在美国没有迎合人心。一些相干组成办法的研讨现已被承受。可是，现在的趋势底子是从固体资猜中尽或许多地挤出光子，一同将其制做成低束散角的光束。现在可以呈现100 kW级设备完全是辛勤劳动和聪明才智的效果。可是，逾越100kW级后，这一技能将怎么可展开，或许乃至是它需求怎么展开，现在尚不清晰。

　　现在的HEL设备和体系的研制作业差异于初期的一个明显特征是，信息简直瞬间会发布于众。不只是研制作业的效果，连职业和政府等的计划和主见相同。另一方面，大部分的信息不必定客观。人们需求有保留地看待从谷歌查找取得的海量信息，许多时分是几倍之多。在当今的揭露评论或争辩中，萦绕在心头的人眼安全问题的评论削弱了，可是这些问题曾是高功率激光器的首要重视点。现在，对兵器抵触中的伤亡和顺便危害的忍受水平抵达前史最低，在未来商场遍及预期乃至还将更低。有必要一同研讨与这些激光器正向和后向散射相关的人眼安全的问题。逾越人眼光学危害波长的最短大气传达窗口大约为1.65微米。视网膜危害界说了人眼光学危害。一般以为非视网膜危害对人身有危害。需求区别视网膜激光诱导光学危害和对身体的任何部分的热危害。从前史上看，剑、枪和炸药的危害现已被以为是武装抵触中或许存在的危险，也是可承受的效果。可是，辐射危害（包含光辐射）引起的视网膜危害，被大众和国际社会监督安排视为忌讳。

　　从60年代初期以来，美国和苏联在HEL兵器研制方面的作业产生了极大的科学和工程成果。但HEL兵器的研制作业没有成功地使军方除动能兵器之外转向光束作战兵器。暗斗一完毕，光速光束兵器的振奋心情也好像现已逐步冷却。2008年，终究推出的终究一季《星际迷航》现在也很少在电视上重播。外星人侵略和太空探究已不再是科幻出版物热心的主题。现在的HEL项目不太或许想曩昔相同从《星际迷航》和《国际战役》的鬼魂中获益。美国科学家回来到实验室寻觅适用于未来HEL兵器展开的适宜的HEL设备技能。现在，国防部实验室和承包商正在不时地测验不同的潜在参加计划和验证作业，企图保持着爱好。研制环境相似于美国20世纪70年代初的环境。假如验证作业专心于HEL兵器的一起特点，使其从动能兵器约束中锋芒毕露的话，这将愈加有用。

　　敌人现已由一个凶恶帝国变成。大众对伤亡和顺便危害的忍受度处于前史低点。这种新的作战环境与旧环境比较，要求作战形式愈加灵敏。现在，区别敌友的困难性和和灵敏的外科手术式冲击才能推动了对兵器的需求。HEL兵器的确认过程从确认方针并经过高倍望远镜中挑选方针瞄准点开端。其天然分等级累进的杀伤力以及固有的超精细冲击才能和调查方针时的确认才能是最明显的特点。这种优势为武交兵供给了更杂乱的办法，或许供给了未来HEL兵器的的要害转折点。

　　HEL职业需求适宜的HEL设备来进行作业。需求细心从头考虑工程扩展化并运用近1微米波长的激光技能的长处。或许，美国科学家应该考虑苏联科学家的半个世纪以来的老观念，别离生成高能光子之后将其清洁，或仅在抱负的波段将许多小的高效光束组组成一束HEL光束。

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