中国激光武器方面的发展已经成为了世界第一强国(中国激光武器方面的发展已经成为了世界第一)
在科幻作品中,我们经常可以看到未来人类驾驶飞船在太空中作战,飞船发射的激光将是未来人类的主要武器。
说到激光武器,它我们很容易想到未来的场景。然而,自1960年美国诞生第一台激光器以来,激光武器的概念就成为各大国的研究方向。
所谓激光武器,简单来说就是利用高能激光精确射击远距离目标或者防御导弹。根据激光功率的不同,激光武器也可以分为激光致盲武器、激光压制武器和激光战略武器三大类。激光武器的发展也可以分为21世纪前后。
在21世纪之前,美国成为了领导在激光武器领域,可谓高歌猛进。20世纪90年代初,美国投入90亿美元用于激光武器的研究。
1993年,在美国公布的《战略防御倡议》中,a 高能激光武器计划被提出来。所谓高能激光武器,是指能够发射高功率激光的激光武器,这种武器是激光战略武器的基础。这种激光武器可以应用于反卫星、反洲际导弹,和科幻作品中的激光武器非常接近。
根据这一计划,美国陆海空三军和导弹防御局联合研制高能激光武器。
上世纪90年代,美国在低功率激光武器方面日趋成熟,在高功率激光武器方面进入关键技术论证和全面技术开发阶段。所以,当时美国人乐观估计,美军将在下世纪头十年基本完成武器化。
按照美国的设想,2010年之间,高能激光武器将成为美军的常态武器。然而,现实是,美军美国的激光武器计划被严重推迟。
2014年,美国海军只在军舰上测试了30千瓦的激光系统,而美国陆军在2016年才推出Stryker装甲车。装甲车有激光武器系统,但是功率只有5 kW,只能干扰无人机之类的,直到2020年5月。
美国海军只在海上测试了150千瓦级的舰载激光炮,这是高能激光武器的最初门槛。但是唐别忘了,这次只是测试阶段,最乐观的估计也要十年才能真正实现常态化。所以美军的高能激光武器实际上落后计划至少20年,而美军未来武器之所以能拖20年,与中国的技术封锁有很大关系。
进入21世纪后,激光武器发展的突破口开始向大洋彼岸的中国倾斜,尤其是在高能激光方面,中国实现了弯道超车去美国。
当各国开始发展高能激光武器时,会遇到一些问题。首先,激光武器依靠聚集高能光子或光粒子产生高温,而这些光子或光粒子的产生需要大量电能,电能可以储存在小型化的设备中。然而,目前很难实现能够提供高能激光的微型电源技术。
然而,在这种情况下,它不会并不意味着高能激光武器可以不要突破。如果有一种介质可以增加光粒子的功率,即使电源有限,仍然可以实现高能激光,这种介质就是晶体。
增加激光功率的原理类似于用放大镜聚焦太阳光。晶体也是聚焦光粒子,低能光粒子合成高能光粒子,从而实现高能激光。
可以说晶体是激光武器的核心,而在激光晶体领域,中国已经实现了技术垄断,而中国美国对激光晶体的技术封锁也成为拖累美国激光武器发展的重要原因。
1990年,我国科学家成功提出并研制出氟硼酸钾铍晶体,即KBBF晶体。当时,中国用这种晶体制造电子显微镜和芯片,中国KBBF水晶也对外开放。直到2009年,中国意识到KBBF晶体将在激光武器领域发挥巨大作用,这关系到国家战略。
同年,中国宣布KBBF晶体技术为国家机密,并禁止其出口,同时中国加快了高能激光武器的发展。
中国禁止出口KBBF晶体后,美国的激光武器研究立即受阻。同年,美国人在《自然》杂志上撰文,谴责中国美国禁止出口KBBF水晶是一种自私的行为,不利于人类技术的发展。然而,由于中国美国在晶体领域近乎垄断的地位,即使迫使美国人强烈谴责也无济于事。
2016年2月,美国宣布了一个好消息。KBBF晶体由美国先进光学晶体公司和克莱姆森大学合作研制成功,打破了中国的技术封锁。这也是后来美国激光武器计划得以延续的重要原因。然而,在那个时候,KBBF水晶并不是最先进的水晶技术。
2015年8月,在美国人征服KBBF晶体的半年前,中国福建物理研究所发现了一种新的无铍深紫外非线性光学晶体材料LSBO。与KBBF晶体相比,LSBO晶体具有更好的聚光能力,并立即取代KBBF晶体成为下一代激光武器晶体。然而,这还没有结束。
2019年,中科院福建物质结构研究所研究员毛江高带领团队在一次实验中合成了均匀熔融的锗酸盐倍频晶体。这种晶体可以将低能光学粒子的功率放大13倍,使人类在现有功能技术条件下实现超高能激光成为可能。
除了材料上的突破,中国在激光应用领域也取得了长足的进步。早在20世纪50年代,中国的创始人王大珩的光场,被称为中国之父光学,致力于激光相关领域的研究,使中国美国在激光领域的研究落后于美国。
20世纪80年代,王大珩成为中国的主要倡导者之一 863工程,主张中国应该跟随世界美国在高科技领域的先进水平。在最初提出的七大高科技领域中,激光是其中之一。中国就是从那时开始重视激光武器的研究,可以说王大珩功不可没。
2017年,上海超超超短激光实验装置实现了10瓦激光放大输出,创下了世界激光脉冲最高峰值功率纪录。
不久后,中国和俄罗斯宣布将联合研究一种100瓦的激光器,这大约是世界上所有电网总功率的1万倍。有分析认为,这种激光器可以实现深空探测,也可以用来攻击近轨道卫星。
同样在2017年,中国在莫斯科航展上展出了LW-30防空激光系统,这是中国激光武器首次展出。
据悉,这种激光武器不仅可以攻击无人机,还可以干扰电子设备。但也有媒体报道称,中国已经在实验室测试了3000公里距离上破坏力为35千焦的激光武器。
可以说,在完成基础研究后,我国激光武器的发展已经成为世界第一,未来潜力还很大。
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