激光武器系統對於國防建設的意義?

激光系統


天朝有了激光武器,又有霧霾,簡直TM攻守兼備啊。

好吧,這麼回答似乎有負龍的盛名。。。

我根據我的了解大概說說,不過又不是寫論文,就不列數據了。

(認真臉,開始一本正經的胡說八道)

激光武器歷史

國家搞激光武器的出發點就是,別人有的我們不能沒有,何況激光武器有希望成為一種低成本、高收益的戰略防禦武器,因此不能輸在起跑線上嘛。激光60年代發明的,剛發明就引起了各個國家的重視,毛主席也說過,美國搞一種死光,我們也要做,砸多少錢都要做,後來在聶帥等人推動下,上光機64年就奔著大功率激光器搞起了。因此,比較幸運的,中國在激光和激光武器方面起步很早,並沒落後世界多少年,這也是我國和其他激光大國有一拼的歷史基礎。

激光武器優點與難點

激光武器的優點是經濟、射速高。

比如處於戰略防禦目的,攔截一個導彈需要發射一個導彈,太花錢了吧,戰爭打的就是錢啊。再說了,敵方導彈的航向、機動變向你都要進行精密偵測計算吧,要不然你攔截的導彈打不中人家,激光武器就沒這個問題,人家射速是光速 (⊙﹏⊙)b ,瓶頸全在於伺服系統,能做到讓激光束鎖定著敵方導彈,只需要照一會兒就把它致盲或燒毀了。這種反導方式非常非對稱,所以是國家大力發展激光武器的一個原因。

難點主要在兩方面,激光本身、光電追蹤。前者好理解,無非是要求激光功率越牛逼越好,波長盡量在大氣窗口,光束質量高。 後者也是非常重要的一個部分,一是反饋速度和鎖定精度要高,才能使激光保持對目標的照射;二是激光會受大氣湍流等影響,需要用自適應光學的手段對其引起的抖動、畸變進行補償。

工作原理

那麼似乎最大問題在於這個照一會兒指的是多久。通常意義的激光武器,破壞機理主要是靠熱效應,有照射時間才有熱積累,功率越大需要的時間越短,光電追蹤的難度越小,比如搞到100kW,燒1s兩秒就好了,假設導彈10倍音速,即1.2萬公里/小時,需要光電追蹤和激光鎖定3kM,但如果你的功率太弱雞,你還沒把它燒毀它就把你基地給掀了。當然,功率密度和燒蝕程度也成正比,可以將光斑縮小提高功率密度,但為了打擊遠方的(10kM以外)的目標,光束不可能用聚焦的,只能做成準直光,M2(光束品質因子)越小,準直度越高,這就轉而將功率的追求變成了對高光束質量、高功率綜合指標的追求,技術難度也未必低多少。另外,如果能將很大的光能壓縮在一個很短的時間內發射出去,比如納秒、皮秒甚至飛秒量級,那有可能一個脈衝就解決戰鬥了,不需要持續鎖定目標。因此激光武器的主流方向主要有高平均功率、高峰值功率兩個路線。據我所知目前國內可用的激光武器都是基於高平均功率的,高峰值功率的還欠發展。

激光武器分類與前景

實現手段上,作為武器的激光器主要分類有化學激光器、固體激光器和自由電子激光器(FEL),比如樓上提到的艦載FEL。(吐個槽:美國人搞科研經費來源很多,中國只有自然基金、863、973、總裝、院重大等等,(其實也不少哈),美國相當於國家自然科學基金的就有八九個,我所認識的一些搞激光的同行,基本上同一個課題,拿了海軍的又拿空軍,NSF,國防部,富得流油,而且是搞科研,純科研。)

化學激光器能量大,技術成熟,美國將氧化碘激光器搭載在波音飛機上打過靶,缺點是維護貴,化學染料通常有毒,所以目前研究最火的主要都是固體激光武器,比如板條型,碟片型固體激光器,都是能支持大功率穩定輸出的結構。FEL不了解,瞎說說,激光輸出需要所謂增益介質,擱在化學激光器就是染料,擱在固體激光器就是晶體或玻璃(如Nd:Glass),而FEL是靠周期變化的磁場形成一個wiggler,讓電子在裡面變速運動時「甩」出高能光子,加上諧振腔的選模作用,可以實現高能量、短脈衝的激光輸出,很有前途。(不過這樣輸出的波長是不是太短了?)

(自由電子激光的三種類型,a.含光學諧振腔的FEL振蕩器 b.行波放大器 c.注入放大器,種子由其他激光器提供 )

當然還有光纖激光器,優點是皮實耐艹,缺點是切割深度不理想,激光網(OFWEEK)上有個叫杜普的工程師和各個光纖激光同行(主要是周朴博士)有一段漫長的撕13,有興趣自己了解。本人不拆台,不吐槽。(看過這位仁兄的大作《徹底否定合成光束的激光武器應用》,老闆的批示是:「……請你們參考,但不要外傳,也不要發表任何意見。更不能讓郵件出國。」 (⊙﹏⊙)b 少有的禁言令。。。。。因此後面討論盡量不涉及光纖。)

按我的個人見解,綜合高平均功率、高峰值功率、高光束質量的的激光器是比較有前途的,最值得做的是端面泵浦的碟片固體激光器。採用碟片、光纖、板條的結構都是為了散熱,產熱永遠是高功率激光器的最大問題。板條激光器M2能有個6、8,甚至十幾,品質因子不行;光纖不評價;碟片激光器Thin-Disk Laser(TDL)的優點是能抗高功率,光束質量超好,(M2 一點幾,越接近1越好),而且可以輸出大能量短脈衝的激光。來個圖:(TDL的鏡頭)

激光武器的適用平台

激光器必須要考慮的一個參數是光電轉化效率。如果轉化效率太低,則消耗的電力太大,車載、機載就不好進行,這就是為什麼目前能實現打靶的激光武器多數是陸基、艦載、大飛機搭載的,否則能源是個問題。另外,為了高光束質量的輸出,直接採用半導體激光器輸出的好像不多,而是用半導體激光泵浦激光晶體,電—&>光—&>光,轉化級數越多效率越低,而且為了泵浦晶體,泵浦光光子能量要大於激光輸出光子能量,因此可能還要用到非線性晶體將波長進行倍頻,效率可想而知了。所以實現小型化、車載、甚至單兵的激光武器,需要大量的基礎研究,以提高光電、光光轉化效率。不過作為反導、光電致盲、打灰機的武器,陸基是最最靠譜的。艦載。。。海上有霧啊,光電探測都受影響,太挑天氣了你懂的

(美帝LaWS激光近防系統)

另外一個很有潛力的就是星載。太空中沒有空氣,湍流啊補償啊都不用考慮,激光傳輸除了衍射幾乎沒有損耗,只要能源不成問題,對敵方衛星進行致盲和打擊效果杠杠的。

激光武器的命門

好吧,其實很容易想到,我如果在導彈前面裝個反射鏡,你怎麼打我。。。。這就看裝在哪裡了,可以不影響作戰功能。

另外,大霧、霾、沙塵暴都是天然剋星,而且光要直線傳播嘛,中間有點房子啊、山啊就夠嗆了。想拐彎除非你搞個反射鏡,對,就像光棱塔一樣接力一下。

對於國防的意義

當前激光武器的水平還處在科幻水平。眼花繚亂的項目申了不少,軍工項目批的錢不少,至於做成什麼樣子了呢,只能說還在路上。

不過激光武器的研製大大推進了科研的進展,因為科研的動力是金錢和難題。為了解決光束的控制和大氣湍流的影響,自適應光學得到了極大發展;為解決光電探測追蹤問題,各種探測技術也得到了項目支持;為解決激光功率、光束質量問題,各種類型的激光器百花爭鳴,得到了長足進步。雖然還沒達到夢想中的激光武器水平,但各個方面的理論、技術上的突破,也不斷拉近了現實與夢想的距離。

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    謝邀。一看到XXX有什麼意義的問題就發憷。總感覺在考政治,列個一二三,是我最不擅長的。多一種武器,總是對我國國防有好處的。

    貼一個視頻美國海軍拍的片子,講自由電子激光武器的。我把它從youtube轉載到土豆上,免得大家翻牆。裡面清楚得講到自由電子激光武器的好處,原理及預期。一堆頂級的科學家在介紹。

    視頻封面美國自由電子激光武器視頻視頻里我也露臉了幾秒鐘,猜得出哪一幀嗎?別看我在揮著手扯淡,當時拍攝的時候,海軍的人說你就說中文就行,隨便說什麼都行,反正最後也沒你的聲音。然後我就和邊上的中國學生說起了中午該吃什麼。

    youtube下的評論現在看不到了,早些年評論最多的是老美驚呼,為什麼研究激光武器的大多數是中國人(其實有一兩個韓國人,老美分不清),美國的安全怎麼辦!現在下面的評論區被海軍研究所關閉了。。。就是這樣的:


    是我的專業,不過不好細說,目前國家其實十分重視激光武器的發展,現在也毫無疑問處於前沿位置。但這種東西目前最大的缺陷依然是功率不足和可靠性不高,依我瞎猜投入使用起碼需要十年,應用于軍事並有實際戰鬥力恐怕不下半個世紀,而且天氣狀況干擾造成的可靠性問題可能很難有更好的解決方案……但這並不是說就可以忽視甚至放棄研製,我隱隱感覺這其實是一盤很大的棋(……),地球不行,我們可以上天吶!激光武器一旦解決功率及衰減問題,在太空中的應用可想而知(不管是天基還是地基抑或空間間打擊),各位可以想像一下,這是真正的未來武器,我閉嘴。


    激光武器作為一種新概念武器,對於國防的作用當然是巨大的。

    小到1kw級致盲感測器,10kw攔截無人機,達到1mw左右可以攔截短程彈道導彈。

    目前用於武器的激光器主要就是三種,化學激光器,固體激光器,自由電子激光器。

    化學激光器目前能夠獲得的功率最大,實際上已經可以用於初段攔截彈道導彈,譬如前兩年在美國在波音747上面試驗過的的ABL化學激光器。

    不過化學激光器需要消耗昂貴的化學物質,而且效率不高,因此現在軍方更傾向於自由電子激光器。

    自由電子激光器的遠離前面專業人士已經提到過了了,就不再贅述。總得來說這是一種依靠電能驅動的激光器,而且有一個巨大的優勢就是波長可調。但是目前來講,功率略低。

    按照2016財年美國國會的報告來看,對艦載自由電子激光器還是有明顯規劃的,從報告裡面的roadmap還是可以一窺端倪。

    艦載激光武器可以用于軍艦近防,攔截無人機,攔截反艦導彈等任務。

    美國計劃在2025年以後開發功率大於1MW的艦載激光器,能夠用於攔截多彈頭洲際導彈,執行BMD任務。不過1MW激光武器執行BMD任務射程可能比較有限,或許不足以取代GBI,但是可以替代標準3和THAAD的任務。

    (順帶提一句,液體燃料彈道導彈由於殼體較薄,相比固體燃料導彈被燒穿,很可能會成為反導激光器的首批獻祭對象。)

    有一點不幸的是,這一激光武器對於艦船的要求非常苛刻,需要10-20MW的功率供應,質量在1400噸左右,目前來看也只有福特級能夠帶得動了。

    如果美國的艦載激光武器真的能夠按部就班的開發,極有可能就是一款革命性的產品,肯定引起一些國家轉入軍(wu)備(mai)競賽的,我國的激光武器,恐怕也不遠了。


    右上角那個東東,激光對抗設備閃別人瞄準鏡用的


    這個問題完全沒有意義,我的直接上級太空政治部政委說的.三體里有四個字,重複了三遍你知道嗎.


    這個問題比較敏感,說多了容易被約談,也建議會回答的也斟酌一下字眼,避免泄漏戰略性信息。


    大將軍說了:有霧霾,不怕激光武器!有海帶,不怕潛艇!


    問題來了,矛盾問題,霧霾和激光


    明白了嗎,對於導彈戰鬥部的激光燒蝕。真的以為反導指望動能彈么?那速度多慢~~~

    神光計劃,用強激光來引發核聚變反應,如果把強激光對準導彈或者艦艇呢?細思極恐…

    這個屬於強激光的應用範疇。至於弱激光,激光陀螺,應用了環形激光器。


    反導武器的發展將進入到一個新次元


    激光在國防上並不一定用作武器,

    比如,激光陀螺儀,具體用處自己搜索,不透露了。

    還有激光雷達,激光測距儀。

    激光在大氣里作為武器並不是很好用,大氣里衰竭太厲害,不如動能武器。大氣層外用不錯,但是現在設備太大。


    首先,目前的核武器如果能在其爆炸前將其氣化那麼核武器基本沒用了,什麼用來氣化最好?

    高溫等離子體還得考慮下落後的毀壞,這麼一看,激光基本沒什麼副作用,威力大了後氣化核武器和導彈沒什麼問題。

    再看攻擊效果,核武器是大範圍AOE的話激光就是單體高傷,基本可以擊毀目標,速度高,接近光速,躲閃難。


    題主你當這是打遊戲呢?還激光武器,你咋不說裝備了高達呢?真能鬧,那玩意根本就不存在,吹牛逼的你也信,大家都洗洗睡吧,意淫傷身啊


    10多年前就已經有了吧,好像也不是為了殺傷單兵用的應該是用來攻擊敵方衛星的


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