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发信人: zjliu (秋天的萝卜), 信区: Physics
标  题: 激光武器21世纪的主战武器－高能激光武器
发信站: 哈工大紫丁香 (Sun Jun  1 18:31:12 2003)

一、高能激光武器的特点、组成、关键技术、作战效能及主要技术挑战
　　（一）高能激光武器的特点
　　激光武器是利用激光束直接毁伤目标或使之失效，与火炮、导弹等相比，具有许多

优异的技术特性：
　　１.反应迅速光束以每秒３０万公里传输，打击目标时无需计算射击提前量，瞬发即

中。
　　２.可在电子战环境中工作激光传输不受外界电磁波的干扰，目标难以利用电磁干

扰手段避开激光武器的射击。
　　３.转移火力快激光束发射时无后座力，可连续射击，能在很短时间内转移射击方

向，是拦截多目标的理想武器。
　　４.作战使用效费比高化学激光武器仅消耗燃料，每发费用为数千美元，远低于防

空导弹的单发费用（爱国者为３０～５０万美元/枚，尾刺为２万美元/枚）。
　　（二）高能激光武器的组成及关键技术
　　高能激光武器主要由高能激光器和光束定向器两大硬件组成，其中光束定向器又由

大口径发射系统和精密跟踪瞄准系统两部分构成。
　　高能激光武器的研究涉及６项关键技术：高能激光器、大口径发射系统、精密跟踪

瞄准系统、激光大气传输及其补偿、激光破坏机理、激光总体技术。
　　１.高能激光器
　　高能激光器是激光武器的核心部件。研制具有足够大功率、光束质量好、大气传输

性能佳、破坏靶材能力强、适于作战使用的高能激光器，是实现高能激光武器的关键，

也是各国长期探索研究的目标。目前具有应用发展前景的高能激光武器系统主要有：氟

化氘/氟化氢化学激光器、氧碘化学激光器、二氧化碳气动激光器、自由电子激光器、

二极管泵浦固体激光器、激光二极管阵列等。其中第一代最有可能发展成为高能激光武

器并投入部署的将是化学激光器，其它类器件有可能在未来自身技术的不断发展完善过

程中发展成为新一代激光武器。
　　２.光束定向器
　　光束定向器是激光武器的两大硬件之一，是与激光器匹配的重要部件。它由大口径

发射系统和精密跟踪瞄准系统组成。发射系统相当于雷达的天线，用于把激光束发射到

远场，并汇聚到目标上，形成功率密度尽可能高的光斑，以便在尽可能短的时间内破坏

目标。跟踪瞄准系统用于使发射望远镜始终跟踪瞄准飞行中的目标，并使光斑锁定在目

标的某一固定部位，从而有效地摧毁或破坏之。为此，必须采用主镜直径足够大的大口

径发射望远镜，并可根据目标的不同距离对次镜进行平移，以起到调焦的作用。
　　３.大气传输及其补偿
　　激光在大气中传输时，会受到大气分子和气溶胶的吸收与散射，其强度将受到衰减

。由于大气湍流的影响，将导致目标上的光斑扩大。当激光功率足够大时，还会产生非

线性的热晕现象。这些效应将会使目标上的激光功率密度下降，影响激光对目标的破坏

效果。为补偿激光大气传输时受到的湍流等影响，可采用自适应光学技术，在发射系统

中加入变形镜，变形镜受到从目标处信标发出的反向传输信号的适时控制，对发出的激

光束预先引入相反的波前畸变，能够部分补偿大气传输造成的影响。目前还在研究利用

非线性光学技术进行大气补偿。
　　４.激光破坏机理
　　激光辐照目标表面之后，可能产生一系列的热学、力学等物理和化学过程，使目标

的某些部件受到暂时或永久性损伤。飞行目标遭到激光的损伤后，可能从空中坠落，也

可能因丧失精确制导能力而使飞行器脱靶。
　　激光对目标的破坏作用大致分为软破坏与硬破坏两种：
　　软破坏：用激光破坏导弹和制导炸弹等精确制导武器的导引头等易损部件，或摧毁

卫星上的光学元件与光电传感器。
　　硬破坏：用激光破坏敌空中目标的金属等构件，或摧毁卫星上的太阳能电池板等硬

部件。
　　（三）激光武器的作战效能
　　激光武器从作战使用上主要分为低能激光武器和高能激光武器两大类。
　　１.低能激光武器
　　低能激光器即激光干扰与致盲武器，是重要的光电对抗装备。它仅需采用中、小功

率器件，技术较简单，现已开始装备部队。这种武器能干扰、致盲甚至破坏导引头、跟

踪器、目标指示器、测距仪、观瞄设备等，并可损伤人眼，在战场上起到扰乱、封锁、

阻遏或压制作用。目前各国均在积极发展此类激光器，用于保护高价值飞机。
　　２.高能激光武器
　　目前正在研制与发展的高能激光武器有：战略防御激光武器、战区防御激光武器和

战术防空激光武器。
　　（１）战略防御激光武器
　　天基战略防御激光武器的作战目标为助推段的战略导弹、军用卫星平台和高级传感

器等。它可用于遏制由携带核、生、化弹头的弹道导弹所造成的可能不断增长的威胁。

　　地基反卫星激光武器用于反低地球轨道卫星，能干扰、致盲和摧毁低地轨道上的敌

方军用卫星。
　　（２）战区防御机载激光武器
　　主要用于从远距离（远达６００公里）对战区弹道导弹进行助推段拦截，从而使携

带核、生、化弹头的弹头碎片落在敌方区域，迫使攻击者放弃自己的行动，起到有效的

遏制作用。
　　（３）战术防空激光武器
　　可通过毁伤壳体、制导系统、燃料箱、天线、整流罩等拦截大量入侵的精确制导武

器。将激光武器综合到现有的弹炮系统中，可弥补弹炮系统的不足，发挥其独特的作用

。这种弹、炮、激光三结合的综合防空体系，可用于保卫指挥中心、重要舰船、机场、

重要目标、重要区域等小型面目标和点目标。目前发展的主要是车载和舰载激光武器。

　　上述各类激光武器中，战略防御天基激光武器和战区防御机载激光武器均具有助推

段弹道导弹拦截能力。实施助推段拦截具有如下优势：
　　1)发动机正在工作，喷出的火焰易于探测；此时导弹飞行速度相对较慢，弹头没有

分离，也没有施放诱饵，易于跟踪、瞄准与拦截；
　　2)助推段一般位于敌方境内，拦截后弹体碎片，特别是携带的核、生、化弹头的弹

头碎片将落在敌方区域，不会对防御方造成附加损伤；
　　3)助推段拦截可谓是“巧破坏”，破坏阈值低，一般认为是１０００～３０００焦

耳/厘米２，比攻击导弹战斗部的破坏阈值至少低１个数量级以上。
　　（四）主要技术挑战
　　１.激光器方面
　　1)提高激光器效率，减小系统尺寸与重量，以便符合作战平台的尺寸限制；
　　2)可按比例放大到高功率，同时保持良好的光束质量。
　　２.光束控制方面
　　1)开发并演示验证自适应光学部件，以补偿在光学串中和向目标传输过程中产生的

畸变；
　　2)利用激光信标测量大气湍流引起的畸变；
　　3)抑制因平台和大气湍流引起的高带宽抖动；
　　4)补偿倾斜非等晕性；
　　5)掌握主动跟踪与照明器/目标效应；
　　6)选定与维持瞄准点；
　　7)整体光束控制系统的集成与性能评估。
　　３.激光效应方面
　　确定潜在目标的材料、结构、功能特性和易损性。

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