【科技评论】激光武器 未来战争“撒手锏”
近来，激光武器成了热门话题。美国海军今夏在两栖运输船坞舰“庞塞号”上装载了首个固体激光原型机，一些国家也陆续有激光武器研发信息见诸报端。本期我们邀请有关科普工作者介绍一下激光武器。
神秘的激光武器
激光武器是指发射激光束直接攻击目标，用激光能量损伤目标使其丧失作战能力的武器。我们这里讨论的激光武器，一般指单发能量大于数万焦耳以上，直至数百万焦耳的武器，也称强激光武器。那些用于干扰近距光学系统和人员的激光致眩武器，如用于飞机对抗红外导弹的激光干扰系统，也常被称作激光致盲武器。
激光武器有多种分类方式。按打击目标，可分为打击战术目标的战术激光武器、打击战略目标的战略激光武器，以及介于它们之间的战区激光武器。战术激光武器又分为激光致盲与干扰武器和激光防空武器；战略激光武器分为激光反卫星武器和激光反弹道导弹武器。按布基方式则可分为地基激光武器、舰载激光武器、机载激光武器和天基激光武器等。按杀伤目标的激光光源或体制分，则有二氧化碳激光武器、化学激光武器、固体激光武器（含光纤）和自由电子激光武器等。
一般说来，激光武器系统由主激光器，光束定向器（包括捕获、跟踪、瞄准、照明与光束发射），自适应光学与信标系统，全系统的指挥、控制、通信与测试评估系统，武器平台和能源及支持系统等几部分构成。
如果将激光系统形象比喻为一个武士，那么主激光器相当于武士的双手和拳头，提供破坏目标的能量，随时准备对目标“致命一击”。光束定向器是武士的眼睛，自适应光学系统则相当于给武士戴上一副特制的眼镜，提高打击目标的准确度。全系统的指挥、控制、通信与测试评估系统则类似武士的大脑，通过它实现对全武器系统的总体指挥和控制管理；武器平台更像是双脚，可以运用不同的方式，充分发挥激光武器作战灵活、机动性强的特点；能源及支持系统则是武士需要吃的食物，是其生存和作战的最基本保障。
| 美国海军激光演示平台 新华社 |
激光武器如何作战
激光武器被誉为新一代武器装备中的“撒手锏”。下面，我们以美国研发的机载激光武器（ABL）系统作战为例，介绍激光武器的一些作战流程。
第一步，搜索目标。ABL利用6个红外线探测器对全空域进行扫描。当敌方发射弹道导弹时，天基预警系统或地基远程预警雷达发现目标，通过预警中心和通信卫星，将作战指令和目标初步信息发送到ABL载机的指挥系统上。ABL载机指挥控制系统指挥红外探测系统进一步探测目标，实现对目标的捕获。
第二步，锁定目标。捕获目标后，ABL载机发射一束激光对目标飞行速度和距离进行测算，实现对目标的粗跟踪，随后向目标发射照明光，利用返回的照明光实现对目标的精确跟踪，识别和锁定要打击的部位；发射信标光，返回的信标光带回通道的大气畸变信息，为自适应光学校正系统对攻击主光束进行必要调节做好准备。
第三步，启动主激光器出光并发射，激光照射到导弹壳体特定部位，使其壳体软化，直至爆炸解体。整个过程可以在跟踪探测视场内观察。最后向上级报告打击结果，进入再发射准备。
对于一般的用于近程防空的激光武器，其拦截作战过程如下：外部预警体系发现目标并给出目标轨迹，通过指挥中心将目标信息发送至激光系统，激光武器将跟踪发射系统调转到目标方位，捕获目标，发射照明光，实现对目标的精确稳定跟踪，发射高能激光，在目标给定部位沉积能量，直至目标损伤而坠毁。到达目标上的光斑分散不大，为简化系统，一般不考虑自适应光学校正。由于作战目标不同部位抗激光损伤的阈值差距很大，为充分发挥系统的效能，往往要选择相对易破坏的部位进行打击，需要预先开展激光打击不同目标的破坏机理和效应研究工作。
| “低空卫士”系统 新华社 |
激光武器将改变作战规则
激光武器被公认为有巨大潜力的新型武器，被公认具有“改变作战规则的能力”，有以下一系列优点：
首先，快速，实时响应好。“光炮弹”以光速攻击目标（以30万公里每秒的速度向目标传输能量），发射几乎不需时间上的“提前量”，这避免了导弹和火炮类武器需要提前计算拦截点的要求，这对拦截机动目标、突然临空目标非常有利。
第二，灵活，机动性好。激光武器的“炮弹（发射光束）”静质量为零，无后坐力，易于调整再发射方向，对大部分目标，激光损伤目标的时间都在数秒内，使得激光武器可对一个目标实施多次拦截，或在短时间内拦截多个目标。
第三，精确，不怕电磁干扰。激光方向性强，加上精确的定向器，可将光束能量精确地聚焦到目标上，甚至某一具体部位上。如拦截无人机，可以选择机头、机翼、控制舵等要害部位作为打击点；电磁干扰几乎不影响激光武器的作战能力。
第四，杀伤可控，具有隐蔽性。激光武器“火力可调节”，可通过改变发射激光的强度，或控制到达目标的强度，来实现不同的杀伤效应（从传感器软杀伤到目标硬杀伤）。换句话说，激光武器可以对不同的目标，或目标的不同部位，有不同的打击距离。
第五，弹仓大、单发花费低、效费比高。以海军对抗反舰导弹和无人机为例，以每次发射10万瓦功率固体激光、出光数秒计，系统直接消耗仅为几度电；如用导弹拦截，成本至少在数十万元以上。并且只要舰艇有电，就可持续作战，弹仓近乎无限大。
第六，附带损伤小，作战决策门槛低。激光武器是精确打击武器，在拦截数公里至数十公里距离的目标时，主要能量集中在半径仅为数厘米的范围内，不会影响到附近其他相关物体。在某些场合，例如类似“低空卫士”应用的场景下，激光武器就远优于导弹和高炮等系统。
第七，联合攻击可以扩大作战范围。这样就可以通过系统组合形成更大的作战能力，这是导弹和高炮等系统所不具备的。道理就跟用两个手电筒比用一个手电筒照的远一样。
| 美国海军“杜威号”驱逐舰配备激光武器系统 新华社 |
说了这么多优点，但激光武器也有需要克服的弱点：在大气层使用时，云、雾、雨及烟尘会影响激光的有效传输。
激光武器是国际新概念武器研究的前沿和重点之一。目前，激光武器趋向于采取适当短波长的激光器，从10.6微米→3.8微米→1.315微米→1.06微米。在战术应用上，二极管泵浦的固体激光和光纤激光是主要的发展方向；在战略激光上，化学激光器仍是首选。
各国面临的安全威胁不同，军事战略需求不同，因而发展激光武器的战略和目标也不同，但都趋向于把重点放在一些较为现实的发展目标上。从各国的报道看，目前激光武器正处于从研发走向实际装备和应用的阶段。由于需求的多样性，导致了激光武器水平和布基方式的多样性，一些中低功率水平的战术激光武器和战略应用的高能激光武器会并行发展。
（来源：光明日报，作者：钟维）
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