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采用激光武器防止无人机造成威胁

2020-09-13 10:49 次阅读

除了美国在激光武器上取得技术突破外,俄罗斯也不甘落后,另外英国、日本等国也加大了激光武器的研发力度。不过,由于其自身的局限性,激光武器实战化尚需时日。

在现代科幻影视作品中,激光武器的使用场景十分常见。然而,激光武器研发的速度似乎一直跟不上人们的想象力。有人认为,激光武器笨重、低效,不过是“噱头”。

近年来,激光武器的发展改变了人们的看法。2017年,美国军方不仅公布了激光武器击落高空无人机的试验画面,还宣布有可能于2021年实现在战斗机上搭载激光武器。

除了美国在激光武器上取得技术突破外,俄罗斯也不甘落后,另外英国、日本等国也加大了激光武器的研发力度。不过,由于其自身的局限性,激光武器实战化尚需时日。

采用激光武器防止无人机造成威胁

受到各国青睐

与传统武器相比,激光武器具有快速、精确、不受电磁干扰、效费比高等独特优势,被视为“改变作战规则”的未来武器,其军事应用价值一直备受军事大国青睐和重视。自1960年首台激光器在美国问世以来,各国对于激光武器的追求趋之若鹜。

激光武器作为一种定向能武器,相对于传统武器而言,具有快速、精确、灵活、抗电磁干扰等优势,能够在光电对抗、防空和战略防御中发挥独特作用。它利用高亮度强激光束携带的巨大能量摧毁或杀伤敌方飞机、导弹、卫星和人员。除此之外,激光作为武器利用光速飞行,一旦瞄准目标,可以快速击中目标,有着极高的命中率。

激光武器的攻击方式主要分两种。一种方式是穿孔。高功率密度的激光束使目标材料表面急剧熔化,进而汽化蒸发,汽化物质向外喷发,反冲力形成冲击波,在目标上形成一个穿孔。另一种方式叫层裂。是指目标材料表面吸收激光能量后,原子被电离,形成等离子体“云”,辐射出紫外线或X光,从而达到破坏目标结构和电子元件的目的。

当目标受到强激光照射后,表面材料温度升高,当目标材料深层温度高于表面温度,汽化加快时,就可能由于内部压力增高而发生爆炸。激光照射物体而电离出的等离子体,在高速向外喷射的过程中形成的反冲击力,也会导致目标受力过大而断裂。

鉴于激光武器在未来战争中将发挥越来越重要的作用,美国、俄罗斯、以色列等军事技术强国都组建了庞大的科技队伍,投入了巨额资金进行研究。

应用广泛

近年来,随着无人机技术的发展,如何防止其威胁成了各国头疼的问题,而激光武器在防止无人机威胁方面能发挥独特的作用。作为首屈一指的军事强国,美国在这方面可谓不遗余力。此前,波音公司就已经研制出诸如LWS激光炮等多款反无人机激光武器,可在发现目标几秒钟内击落低空低速飞行的无人机。近日,美国《大众机械》月刊网站报道称,美国研究人员利用一套激光防御系统在俄克拉荷马州一处军事基地击毁数架从空中飞来的无人机,以证明这一平台能够在一次交火中同时应对多个威胁。

美国近期研制的“雅典娜”激光武器系统是目前较为先进的激光武器平台。该平台是一种30千瓦激光武器系统,其使用的是30千瓦“阿拉丁”加速激光器验证机。“阿拉丁”激光器能够将3台10千瓦光纤激光器的能量合并为一股30千瓦光束。使用多台激光器意味着“阿拉丁”可以在必要的时候以较低功率运行,比如使用10千瓦或者20千瓦功率。30千瓦足以给无人机造成结构性破坏,导致其从空中坠落。

目前,美国陆海空三军都有自己的激光武器计划。近年来,美国军方已经测试了激光武器在地面车辆、水面舰艇以及波音747等大型飞行器上的表现。

除美国外,俄罗斯是另一个在激光武器研发方面取得突破的国家。俄罗斯总统普京认为,发展激光武器项目极其重要,因为此类武器系统将在今后几十年,甚至整个21世纪,在相当大程度上决定俄军的战斗力。

苏联早在1973年便成立了专门的激光武器设计局。2018年3月普京在国情咨文中正式公开了名为“佩列斯韦特”的车载激光武器系统,2018年7月,俄罗斯军方宣布部署这种武器。

“佩列斯韦特”激光武器主要采用大型货运集装箱来运输,其前部安装了旋转的激光装置,用于对目标进行攻击。该型激光装置能够在俄军的远程操控下,实现360度旋转,随时可以打击来自空中和地面的威胁。

作为俄罗斯最先进的激光武器,“佩列斯韦特”武器系统的用途十分广泛,除了可以对无人机和地面轻型装甲目标进行攻击外,它还可以依托其极快的攻击速度、极高的功率、超过300公里的攻击高度以及抗电磁干扰的特点,大面积用于反导和反卫星作战。

值得一提的是,当激光武器在执行海上任务时,由于军舰能够提供比陆地上的战车更强大的电力,届时“佩列斯韦特”武器系统将会发挥更大的作用。

瓶颈制约

不可否认的是,尽管激光武器有着很大的潜力,但如何突破激光武器的局限,推动激光武器的进一步发展成了各国共同面临的难题。

首先,与其他武器相比,激光武器受自然环境因素影响较大,无法全天候作战。由于激光武器的激光发射系统属于精密光学系统,容易受限于大雾、大雪、大雨等恶劣自然天气,如大气对能量的吸收、大气扰动引起能量的衰减等因素会影响激光武器的实战效果。

另外,由于激光武器发射的激光束需要消耗大量的电能,其能量储存设备难以做到微型化处理,笨重的设备将会影响激光武器在战场上的灵活性,激光武器的机动性很差,很难实现大规模批量生产与应用。

更重要的是,激光武器的研发成果仍需突破硬杀伤力不足的问题。作为摧毁敌方军事设备、有效打击敌方军事目标的武器,硬杀伤力才是激光武器的根本使命。如若激光武器发射的激光束能量密度低,则无法实现对武器实体的有效毁伤。只有通过进一步提高电源密度,从而提高激光的功率密度,才能在硬杀伤上有所突破。

责任编辑:gt

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247E-1310 247E-1310

247Ex-1310是一款单模边缘发射激光二极管芯片,发射频率为1310 nm,适用于输出功率高达75mW的非制冷应用。该设计是在n型衬底上生长的带帽的台面掩埋异质结构(CMBH),具有多量子阱(MQW)有源层和分布反馈(DFB)光栅层。刻面在前刻面上涂有抗反射层,在后刻面上涂有高反射涂层。在p侧和n侧都提供金焊盘。出于识别目的,芯片两侧都会出现一个十六进制数字。所有激光芯片都来自已经使用代表性的许多器件进行认证的晶片,这些器件必须达到可接受的老化和多温度CW测试产量。每个出厂裸芯片都在25摄氏度下进行脉冲测试。 特性 高输出功率 低光束发散角 可粘合结合或结合 久经考验的现场可靠性历史悠久 设计可靠性,包括高质量MOCVD外延 专利低渗透欧姆p接触设计 专利的接合侧焊盘,提供焊料渗透的屏障 工作温度– 5°C至+ 75°C...
发表于 07-04 10:56 80次 阅读
247E-1310 247E-1310

AFCD-V54JZ 25 Gb / s 1x4阵列氧化物VCSEL

Broadcom AFCD-V54JZ 850nm 25 Gb / s 1x4阵列氧化物GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板。   VCSEL阵列专为高速光数据通信应用而设计,可产生圆对称的窄光束,通过适当的镜头,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 / div> 功能 850nm波长范围 数据速率从DC到25Gb / s 高功率输出  适用于非密封环境 应用 100GbE QSFP28有源光缆(AOC)
发表于 07-04 10:55 214次 阅读
AFCD-V54JZ 25 Gb / s 1x4阵列氧化物VCSEL

AFCD-V51KC1 25 Gb / s氧化物VCSEL

Broadcom AFCD-V51KC1 850nm 25 Gb / s氧化镓GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板。   VCSEL专为高速光数据通信应用而设计,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 功能 850nm波长范围 数据速率从DC到25Gb / s 符合100 Gb以太网 高功率输出  适用用于非密封环境 应用程序 25GbE SR SFP28可插拔收发器 25GbE SFP28有源光缆(AOC)
发表于 07-04 10:55 62次 阅读
AFCD-V51KC1 25 Gb / s氧化物VCSEL

AFCD-V21KA2 10 Gb / s 850nm氧化物VCSEL

Broadcom AFCD-V21KA2是一款850nm 10 Gb / s氧化镓GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板,专为高速光学设计数据通信应用。   VCSEL设计用于符合IEEE 802.3ae 10GBASE-SR的10Gb / s以太网链路,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 功能 850nm波长范围  数据速率从DC到10.3125 Gb / s  温度范围从5C到+ 75C 适用于非密封环境 应用 10GbE SR SFP +可插拔收发器 10GbE SFP +有源光缆(AOC) )...
发表于 07-04 10:55 99次 阅读
AFCD-V21KA2 10 Gb / s 850nm氧化物VCSEL

AFCD-V51KC 28 Gb / s氧化物VCSEL

Broadcom AFCD-V51KC是一款850nm 28 Gb / s氧化镓GaAs基垂直腔面发射激光器(VCSEL),具有150微米厚的基板。   VCSEL专为高速光数据通信应用而设计,可将光功率有效耦合到50 / 125um和62.5 / 125um多模光纤中。 功能 850nm波长范围 数据速率从DC到28Gb / s 高功率输出  适用于非密封环境 应用 25GbE SFP28有源光缆(AOC)
发表于 07-04 10:54 153次 阅读
AFCD-V51KC 28 Gb / s氧化物VCSEL