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超级杀手:揭秘洛?马光纤激光武器
2021-05-01 11:48:23

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光纤激光器具有固有的高效电驱动效率和高质量的波束,目前已经处于快速发展、迈向成熟的阶段。目前,对于执行防御和攻击任务的高能电动激光武器系统,军方也尚未就其开发和部署做出决策。

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光纤激光器具有传统激光器不可比拟的优势

美国空军计划2017年对洛克希德•马丁公司(以下简称洛•马公司)研制的3万瓦光纤激光系统进行的验证,是一个重要步骤。不过,与光纤激光器形成竞争的固态激光器,其功率在验证中已经超过10万瓦,技术成熟度较高,被军方认为是潜在的、可实现尽早部署的定向能武器。

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空军工程技术人员进行激光测试

洛•马公司已经开始生产光纤激光器模块,用于功率6万瓦的激光武器系统。今年4月,洛•马公司获得价值2500万美元的合同,用于制造和试验模块化激光器,该激光器将集成到陆军所属、波音研制的高能激光移动验证机(HEL MD)上。洛马公司的高级研究员Rob Afzal表示,“我们公司将在2016年底向用户交付激光器。”之前,洛•马公司利用内部资金制造了一个功率3万瓦的激光系统,在保持波束质量和电驱效率的同时,验证用多个光纤激光器合成波束的可行性。Afzal介绍,模块化技术能够将激光器进行规模集成,提升功率级别达10万瓦以上;在2017年的演示结束后,陆军计划仅仅是通过增加激光器模块,将HEL MD升级到10万瓦。

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洛•马公司利用内部资金制造了一个功率3万瓦的激光系统“阿拉丁”

与利用平板激光晶体作为获取媒介的固态激光器相比,通过二级泵浦形成的长时间光学光纤而生成的激光波束,具有更高质量的波束、更高效的电动效率,但功率量级却低一些。光纤激光的波束由多个光纤高效组合而形成单一的高功率波束。洛•马公司宣称,该公司研制的激光系统效率达到了40%,降低了整个武器系统对功率生成和冷却的要求。Afzal表示,基于波束组合的光纤激光器,功率更大、波束质量更高,从而能够在更远的距离范围外,向目标发射更多的能量。这样,就能够提高作战距离或减少失败几率,从而使激光武器系统能够实现对多个目标的“射击-观测-射击”。洛•马采用的是光谱波束合成技术。每一个光纤激光模块的输出,波长会有些稍微的不同。衍射格栅通过将波束一个在一个上面地排列进行波束合成,形成一个单频的高功率波束,类似棱柱分解光的逆过程。

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光纤激光的波束由多个光纤高效组合而形成单一的高功率波束

与其它高功率激光器采用的一致波束合成技术相比,光谱波束合成技术能获得最高的“桶中功率”效率;“桶中功率”效率是一种波束质量测量方法,是投送至目标区的功率的函数。Afzal说,“同相阵列的问题是旁瓣;旁瓣功率不会对目标产生效果;同相意味着高效,但会增大复杂性。我们认为,这种类型的功率和战术使用不是我们所追求的。我们追求的是最简单、最简洁的方法。”

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原子能公司的第三代战术激光武器模块


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