圖片來(lái)源:美國(guó)空軍研究實(shí)驗(yàn)室
光纖激光器是電激勵(lì)式激光武器發(fā)展過(guò)程中的黑馬,其功率最高可達(dá)100千瓦,這在諾斯洛普·格魯門(mén)公司(Northrop-Grumman)于2009年展示的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室光纖激光器上實(shí)現(xiàn)。多千瓦級(jí)光纖激光器已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)加工中,但是傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為,光纖激光器的輸出有限,因?yàn)楣饽芰勘患性诠饫w細(xì)小的纖芯中。盡管這個(gè)激光器的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達(dá)到最大,并且輸出光束質(zhì)量較高,但這也導(dǎo)致功率密度過(guò)高,單光纖在不自毀的前提下最多發(fā)射10千瓦光束。
在那時(shí),把多個(gè)光纖激光器發(fā)出的光束合并在一起是不切實(shí)際的,如果這樣做,會(huì)犧牲光束質(zhì)量。而想要把能量聚焦在遠(yuǎn)距離目標(biāo),需要較好的光束質(zhì)量。改變這樣狀況的是高能版本波分復(fù)用(wavelength-division multiplexing,簡(jiǎn)稱(chēng)WDM)技術(shù)的發(fā)展,這種技術(shù)使用在高容量光纖通信中。在能量較低時(shí),WDM可以把100個(gè)不同激光器輸出的光束,融合進(jìn)一個(gè)纖芯中而不發(fā)生干涉,其中每一個(gè)激光器都工作在他們自己的狹窄光譜內(nèi)。洛克希德馬丁公司稱(chēng)這種技術(shù)為“頻譜組束”技術(shù),并將這種技術(shù)擴(kuò)展到高能光纖激光器中,該技術(shù)從一個(gè)30千瓦的系統(tǒng)開(kāi)始,組合100個(gè)激光器的光束,只消耗其它電激勵(lì)式激光器一半的能量。今年,洛克希德馬丁公司向陸軍遞交了一個(gè)60千瓦的版本,用于在軍用拖車(chē)上進(jìn)行測(cè)試。
洛克希德馬丁公司與AFRL的合約是SHiELD項(xiàng)目(Self-protect High Energy Laser Demonstrator的縮寫(xiě))的一部分。該項(xiàng)目旨在測(cè)試戰(zhàn)斗機(jī)使用激光來(lái)抵御空中或地面發(fā)射的導(dǎo)彈的能力。與此獨(dú)立的是,諾斯洛普·格魯門(mén)公司正在建造一個(gè)光束控制系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)向目標(biāo)開(kāi)火,波音公司正在努力把激光器整合到一個(gè)飛行器外部吊艙中,實(shí)現(xiàn)攜帶激光器飛行、供能、冷卻并把其動(dòng)作與飛行器系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)等功能。
與此同時(shí),AFRL和DARPA(美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局)也在聯(lián)合計(jì)劃?rùn)C(jī)載實(shí)驗(yàn),他們使用一個(gè)非光纖激光系統(tǒng)作為競(jìng)爭(zhēng)。這個(gè)緊湊、輕巧的電驅(qū)動(dòng)激光器,稱(chēng)為“高能液態(tài)激光區(qū)域防御系統(tǒng)”(簡(jiǎn)稱(chēng)HELLADS),由通用原子公司研發(fā)。
長(zhǎng)期以來(lái),成本一直是激光武器面臨的問(wèn)題,但是光纖激光器應(yīng)該是負(fù)擔(dān)得起的,因?yàn)樗昧斯饫w通信和工業(yè)用激光的龐大技術(shù)基礎(chǔ),Rob Afzal說(shuō)到。他是洛克希德馬丁公司激光武器系統(tǒng)的高級(jí)研究員。“考慮到吊艙的空間和重心位置等問(wèn)題,我們要控制好激光器的重量”,Afzal說(shuō)。但是他補(bǔ)充道:“把設(shè)備放進(jìn)一個(gè)密封的、緊湊的空間中才是最大的挑戰(zhàn),”其它挑戰(zhàn)還包括使激光器足夠堅(jiān)固,從而能承受住在戰(zhàn)術(shù)飛行器中會(huì)遇到的振動(dòng)、溫度變化以及重力變化。
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