https://www.scmp.com/news/china/science/article/3230589/chinese-military-scientists-claim-have-achieved-huge-breakthrough-laser-weapon-technology

陈史蒂芬在北京

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发布时间：2023 年 8 月 11 日下午 5:00

自1960年第一台红宝石激光器发明以来，人们一直热衷于从动能过渡到激光能，以光速快速投射能量，梦想着激光束成为能够瞬间杀死生命的‘死亡射线’。目标，”袁和他的同事说。

“不幸的是，60年过去了，虽然各种类型的激光器已经被开发出来，但高能激光系统的应用并没有成功。”

在美国，多年来最著名的一些项目包括使用氟化氘作为激光源的海军先进化学激光器（NACL）、使用先进中红外化学激光器的中红外先进化学激光器（MIRACL）、战术高能激光器（THEL）、使用氟化氢作为激光源的天基激光器（SBL）以及使用化学氧碘激光器的机载激光器（ABL）。

据袁的团队介绍，这些都已经在试验场得到了验证，MIRACL 击落了超音速导弹，THEL 击落了 48 个飞行目标，ABL 成功拦截了液体燃料导弹。

但这些项目都被取消了，原因是激光器尺寸过大、重量过大。

科学家们表示：“这些项目被取消的真正原因是它们的破坏力没有达到预期。”

这些武器的最大有效射程只有几公里。袁的团队表示，要提高光束的破坏力，“需要更长的连续操作时间”。

在激光武器内部，通过称为受激发射的过程产生高能光束。这涉及将增益介质（例如晶体或气体）中的原子或分子激发到更高的能态。

当这些受激原子或分子返回基态时，它们会发射光子，然后通过光学反馈过程将光子放大，产生高能激光束。

光束控制系统负责引导和控制激光束，通常通过使用镜子和透镜。该系统必须高度精确和稳定，因为即使很小的偏差或振动也会导致光束偏离其指定的路线。

但当激光束穿过空气时，它会加热路径中的气体，使其膨胀并产生湍流。

这种湍流会导致光束散射和扭曲，从而降低其有效性和准确性。

此外，加热的气体还会导致系统中的镜子和透镜受到污染，从而导致性能下降和使用寿命缩短。

研究人员表示，在某些情况下，较大的污染物颗粒在镜子上燃烧甚至会导致镜子破裂或损坏，从而大大降低高能激光武器的实用性和可靠性。

袁的团队开发了一种内部光束路径调节器——一种将气体吹过武器以消除废热并提高气体清洁度的系统。

它设计紧凑、高效，重点是优化气流并最小化尺寸和重量。

它有几个关键部件，包括气源、热交换器、气流控制系统和注气/吸气系统。

空气源为系统提供清洁、干燥的空气，然后通过热交换器将其冷却至所需温度。

气流控制系统调节气体流量，确保以正确的温度和停留时间输送气体，以实现准静态的小畸变。

气体注入/抽吸系统负责将气体注入激光系统的内部光路，并在气体通过后将其去除。

袁的团队在构建和操作内部光路调节器时必须仔细注意一些技术和实践要点。

主要挑战之一是确保气流达到所需的冷却和清洁效果。这需要仔细设计和测试气流控制系统，以及将气体输送到内部光束路径的注射/抽吸系统。

另一个挑战是使其足够紧凑和高效，以便在实际应用中实用。需要创新设计，例如先进的气动结构、每条路径的流量优化、注射器/抽吸器与梁部分的集成以及简化的管道。

研究人员表示，冷却系统可能会带来新的问题，例如湍流和振动，如果建造不当，可能会影响光束质量。例如，通过内部光束路径吹入气体会产生湍流和振动，从而影响激光束的稳定性和质量。

袁的团队对该技术进行了广泛的测试，以确保其满足军方要求的性能规格。该设备已用于多种正在开发的激光武器中。

“迄今为止，国内关于动态送风热管理的许多先进设计和研究进展尚未见报道。这是一些设计和测试结果第一次向公众公开，”科学家们说。

它们还可能比传统的导弹系统更具成本效益，因为它们不需要昂贵的弹药并且可以快速充电。

据一些军事科学家称，如有必要，中国还计划对 SpaceX 的星链等卫星使用激光武器。