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作者：冯文远

出版社：辽海出版社

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激光武器科技知识（上）试读：

前言

随着现代高新技术的迅猛发展和广泛应用，正在引发世界范围的军事变革，不断产生着前沿武器。前沿武器是指与传统武器相比，在基本原理、杀伤破坏力和作战方式上都有本质区别，是处于研制或探索之中的新型武器。

前沿武器的主要特征表现为：创新性，即与传统武器相比，在设计思想、工作原理和杀伤机制上具有显著突破和创新，它是创新思维和高新技术相结合的产物；高效性，即一旦技术上取得突破，可在未来高技术战争中发挥巨大作战效能，满足新的作战需要，并在体系攻防对抗中有效地抑制敌方传统武器作战效能的发挥；时代性，即前沿武器是一个相对的、动态的概念。随着时代发展和科技进步，某一时代的新式武器日趋成熟并得到广泛应用后，也就转化为传统武器了；探索性，即前沿武器与传统武器相比，高科技含量大，技术难度高，在技术途径、经费投入、研制时间等多方面的不确定因素多，因而探索性强，风险也大。因此，前沿武器是广大青少年读者高度关注的新型武器。

不论什么武器，都是用于攻击的工具，具有威慑和防御的作用，自古具有巨大的神秘性，是广大军事爱好者的最爱。特别是武器的科学技术十分具有超前性，往往引领着科学技术不断向前飞速发展。

因此，要普及广大读者的科学知识，首先应从武器科技知识着手，这不仅能够培养他们的最新科技知识和深入的军事爱好，还能够增强他们的国防观念与和平意识，能储备一大批具有较高科学文化素质的国防后备力量，因此具有非常重要的作用。

前沿武器是高技术的武器种类，我们学习前沿武器的科学知识，就可以学得武器的有关高科技知识。这样不仅可以增强我们的高超军事素质，也可以增强我们高度的军事科学知识。

军事科学是一门范围广博、内容丰富的综合性科学，它涉及自然科学、社会科学和技术科学等众多学科，而军事科学则围绕高科技战争进行，学习现代军事高技术知识，使我们能够了解现代科技前沿，了解武器发展的形势，开阔视野，增长知识，并培养我们的忧患意识与爱国意识，使我们不断学习科学文化知识，用以建设我们强大的国家，用以作为我们强大的精神力量。

为此，我们特地编写了这套“青少年高度关注的前沿武器科技”丛书，包括《太空武器科技知识》、《卫星武器科技知识》、《化学武器科技知识》、《生物武器科技知识》、《电子武器科技知识》、《侦察武器科技知识》、《隐形武器科技知识》、《

激光武器

激光武器是一种利用定向发射的激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器。

武器系统主要由激光器和跟踪、瞄准、发射装置等部分组成，目前通常采用的激光器有化学激光器、固体激光器、CO2激光器等。

激光武器具有攻击速度快、转向灵活、可实现精确打击、不受电磁干扰等优点，但也存在易受天气和环境影响等弱点。

激光武器已有30多年的发展历史，其关键技术也已取得突破，美国、俄罗斯、法国、以色列等国都成功进行了各种激光打靶试验。

低能激光武器已经投入使用，主要用于干扰和致盲较近距离的光电传感器，以及攻击人眼和一些增强型观测设备；

高能激光武器

不同功率密度，不同输出波形，不同波长的激光，在与不同目标材料相互作用时，会产生不同的杀伤破坏效应。用激光作为“死光”武器，不能像在激光加工中那样借助于透镜聚焦，而必须大大提高激光器的输出功率，作战时可根据不同的需要选择适当的激光器。

激光器的种类繁多，名称各异，有体积整整占据一幢大楼、功率为上万亿瓦、用于引发核聚变的激光器，也有比人的指甲还小、输出功率仅有几毫瓦、用于光电通信的半导体激光器。

根据作战用途的不同，激光武器可分为战术激光武器和战略激光武器两大类。

按工作介质区分，目前有固体激光器、液体激光器和分子型、离子型、准分子型的气体激光器等。同时，按其发射位置可分为天基、陆基、舰载、车载和机载等类型，按其用途还可分为战术型和战略型两类。

战术激光武器

战术激光武器是利用激光作为能量，是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等，打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮，它们能够发出很强的激光束来打击敌人。

1978年3月，世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通步枪没有太大区别，主要由四大部分组成：激光器、激励器、击发器和枪托。

国外已有一种红宝石袖珍式激光枪，外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉，且无声响，在不知不觉中致人死命，并可在一定的距离内，使火药爆炸，使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有7种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪，能击穿铜盔，在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。

战术激光武器的“挖眼术”不但能造成飞机失控、机毁人亡，或使炮手丧失战斗能力，而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现，常常受到沉重的心理压力。因此，激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。

1982年英阿马岛战争中，英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器，曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。战略激光武器

战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹；可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。

1975年11月，美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时，被苏联的“反卫星”陆基激光武器击中，并变成“瞎子”。因此，高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一，也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。

反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是，自由电子激光器体积庞大，只适宜安装在地面上，供陆基激光武器使用。

作战时，强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜。中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜，作战反射镜再使激光束瞄准目标，实施攻击。通过这样的两次反射，设置在地面的自由电子激光武器，就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。

高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游弋时，一旦发现对方目标，即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间，居高临下，视野广阔，更是如虎添翼。

在实际战斗中，可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击，以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星，甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。

战术激光武器的突出优点是反应时间短，可拦击突然发现的低空目标。用激光拦击多目标时，能迅速变换射击对象，灵活地对付多个目标。

激光武器的缺点是不能全天候作战，受限于大雾、大雪、大雨，且激光发射系统属精密光学系统，在战场上的生存能力有待考验。

陆军的快速发射高炮的炮管寿命短，连续发射几分钟后就要更换，而激光武器不存在多次发射的寿命问题。可以预计，未来在目前弹炮结合防空武器系统的基础上，将出现将新型防空导弹。高炮和激光武器三结合的对空防御系统。

其中，激光武器主要拦截从低空、超低空突然来袭的近距离目标，这有可能大大提高对精确武器的拦截溉率，解决当前存在的极近程防空问题，并可用于保卫重要目标，如重要机构、指挥中心、通讯和动力中枢等。

研制的激光武器的体积一段较大，重量较重，所以各国首先考虑舰载应用。发达国家的大型水面舰只已开始采用核能作为动力，中型水面舰只的电动化改进也已进入实质阶段，这都为激光武器在舰艇上的应用铺平了道路。

激光具有单色性，基谱线宽度很窄。普通光源中氪灯的谱线宽度为千分之五埃，算最窄的了，但氦氖激光器产生的激光谱线宽度只有千万分之一埃。就是说，激光的单色性比氪灯提高了几十万倍。

激光能够向一个方向辐射，散开角度只有几分，甚至小到一秒。激光的高方向性使它在军事上很受重视。

高度集束的激光，能量也非常集中。在日常生活中我们认为太阳是非常亮的，但一台巨脉冲红宝石激光器发出的激光却比太阳还亮200亿倍。

当然，激光比太阳还亮，并不是因为它的总能量比太阳还大，而是由于它的能量非常集中。红宝石激光器发出的激光射束，能穿透一张1/3厘米厚的钢板，但总能量却不足以煮熟一个鸡蛋。

激光作为武器，有很多独特的优点。首先，它可以用光速飞行，每秒30万公里，任何武器都没有这样高的速度。它一旦瞄准，几乎不要什么时间就立刻击中目标，用不着考虑提前量。另外，它可以在极小的面积上、在极短的时间里集中超过核武器100万倍的能量，还能很灵活地改变方向，没有任何发射性污染。

激光武器分为三类：一是致盲型。前面我们讲过的机载致盲武器，就属于这一类。二是近距离战术型，可用来击落导弹和飞机。1978年美国进行的用激光打陶式反坦克导弹的试验，就是用的这类武器。三是远距离战略型。这类的研制困难最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反卫星、反洲际弹道导弹，成为最先进的防御武器。

激光怎样击毁目标呢？科学家们认为有两个方面：一是穿孔，二是层裂。所谓穿孔，就是高功率密度的激光束使靶材表面急剧熔化，进而汽化蒸发，汽化物质向外喷射，反冲力形成冲击波，在靶材上穿一个孔。所谓层裂，就是靶材表面吸收激光能量后，原子被电离，形成等离体“云”。“云”向外膨胀喷射形成应力波向深处传播。应力波的反射造成靶材被拉断，形成“层裂”破坏。除此以外，等离子体“云”还能辐射紫外线或X光，破坏目标结构和电子元件。

激光武器作用的面积很小，但破坏在目标的关键部位上，可造成目标的毁灭性破坏。这和惊天动地的核武器相比，完全是两种风格。

超导激光武器

激光武器耗能大，它要求在瞬间提供数十亿到数百亿焦耳的能量。而且目前的贮能装置所贮存的能量都非常有限，很难满足这一要求。

超导技术的发展，为激光武器提供了新的能源。采用由超导材料做成的超导闭合线圈就是一种理想的贮能装置。因为在超导线圈中的电流是一种持久的电流，只要将线圈保持超导状态，则它所贮存的电磁能便会毫无损耗地长期保存下去，并可随时把强大的能量提供给激光武器。

激光武器一旦有了超导贮能器，就如虎添翼，好比是有了一个机动灵活而又容量无比的弹药库，可时刻保持高度的战备状态。一旦受到敌方飞机、坦克、导弹等的侵犯，便可随时给予有力的回击。

低能激光武器

它又叫激光轻武器或单兵激光武器。其特点是激光能量较低，是属于小型激光武器。它主要用于对付单个的敌人，可使对方眼睛失明、丧失战斗力直至死亡；同时也可使对方的激光测距仪及各种夜视仪的光敏元件受损或失灵。当前的低能激光武器主要包括激光枪、激光手枪、激光致盲武器等。

激光枪能在近距离内使人致死或致伤，射穿钢盔，使某些武器装备遭到损坏；在相距1500米处能致瞎人眼，烧焦皮肉，烧着衣服、房屋、树木、花草等，并能使炸药在顷刻之间受剧热而起火爆炸……高能激光武器

高能激光武器又叫激光炮，简称光炮。它的功率输出达到几百至几千千瓦，因此不能使用一般的小功率激光器，而必须使用功率强大的高能激光器。

在高能激光武器系统中，必须通过反射镜把激光束聚集起来，形成一根很细的光柱，并借助于精密的激光束瞄准系统来对目标进行跟踪。激光炮的用途

1.打飞机。

2.反导弹。

3.反卫星。

4.反坦克。

此外还可以用激光炮在敌方的森林、山区及城市中进行大面积纵火。因此激光炮也是一种新型的纵火武器。激光炮的类型

一是折叠式的。其外形很像火箭炮，它那并排着的管子，正是多只巧妙地折叠起来的大功率气体激光器。由于这种激光炮体积庞大，笨重，附加设备多，因此常把它装在坦克、汽车、舰艇及大型飞机上，可用它来攻击敌方的坦克、飞机。反舰导弹、鱼雷以及贴近海面飞行的巡航导弹等。

二是固定式的。它与普通加农炮有点相像，但炮筒较短小。人们往往把这种激光炮分散隐蔽在树林深处及草丛中，使敌方防不胜防。

三是轻型的。这种激光炮与普通“八二”式迫击炮有点相似，炮筒也较为短小。这种炮相当轻便，连同炮筒、炮座及驱动电源加在一起，也不过几十千克。

激光炮可以连续快速发射。当前的脉冲激光炮，可以在1秒钟内连续射出上千发“光弹”。为了充分发挥激光炮命中率高的威力，在使用中必须有目标跟踪雷达和目标导引雷达与之紧密配合，协同作战。

强激光武器

强激光武器是利用高能激光束摧毁飞机、导弹、卫星等目标或使之失效的定向能武器。亦称高能激光武器或光炮。它主要由高能激光器、精密瞄准跟踪系统和光束控制与发射系统组成。高能激光器是强激光武器的核心，用于产生高能激光束。

美国要求高能激光器的平均功率至少为2万瓦或脉冲能量达3万焦耳以上。有关国家研究的高能激光器，有二氧化碳、化学、准分子、自由电子、核激励、X射线和γ射线激光器等。

精密瞄准跟踪系统用来捕获、跟踪目标，引导光束瞄准射击，并判定毁伤效果。强激光武器是靠激光束直接击中目标并停留一定时间而造成破坏的，所以对瞄准跟踪的速度和精度要求很高。

已在研制的有红外、电视和激光雷达等高精度的光学瞄准跟踪设备。光束控制与发射系统的作用是将激光束快速地聚焦到目标上，并达到最佳的破坏效果。其主要部件是反射率很高、耐高能激光辐射的大型反射镜。已在研制的有直径4米甚至更大的反射镜，并积极发展用于克服大气影响的自适应光学系统。

强激光武器的优点是：激光束以光速传播，射击时一般不必考虑提前量，命中率极高；激光束质量近于零，几乎没有后坐力，能迅速变换射击方向，可在短时间内拦击多个目标。其弱点是：激光束发散角随着射程的增大而加大，使射到目标上的激光束功率密度也随之降低，毁伤力减弱，使有效作用距离受到限制。

使用会受到环境影响。如大气会耗散激光束的能量，并使其发生抖动、扩展和偏移。恶劣天气（雨、雪、雾等）和战场烟尘、人造烟幕对其影响更大。强激光武器拦截低空快速飞机和战术导弹，在反战略导弹、反卫星以及光电对抗等，能发挥独特作用。但它不能取代其他武器，而是需要同其他武器配合使用。

强激光武器的研究始于20世纪60年代初。开展这一领域研究的国家主要有美、苏、法、联邦德国等，美、苏两国投入的力量最大。发展强激光武器要解决的技术难题有：研制性能优异的高能激光器；发展高精度瞄准跟踪系统；研究激光破坏目标的机理和克服大气效应；研制大型反射镜和自适应光学系统以及工程组装和配备自动化指挥、控制、通信系统等问题。

美国对强激光武器一直很重视，积极发展各项单元技术，同时研制了一些试验样机，进行过演示性的验证试验。例如，1978年，用氟化氘化学激光器击落过一些“陶”式反坦克导弹；1979年，用激光照射模拟的洲际弹道导弹助推器，使之变形、破裂；1983年5月，用机载二氧化碳激光器击落5枚“响尾蛇”空空导弹，9月又击落3架模拟攻击军舰的巡航导弹的低空飞行靶机。

苏联对发展强激光武器的年研究费用约为美国的3～5倍，发展水平与美国大致相当。

战略激光武器

战略激光武器可攻击数千公里之外的洲际导弹；可攻击太空中的侦察卫星和通信卫星等。例如，1975年11月，美国的两颗监视导弹发射井的侦察卫星在飞抵西伯利亚上空时，被苏联的“反卫星”陆基激光武器击中，并变成“瞎子”。因此，高基高能激光武器是夺取宇宙空间优势的理想武器之一，也是军事大国不惜耗费巨资进行激烈争夺的根本原因。据外刊透露，自70年代以来，美俄两国都分别以多种名义进行了数十次反卫星激光武器的试验。

目前，反战略导弹激光武器的研制种类有化学激光器、准分子激光器、自由电子激光器和调射线激光器。例如：自由电子激光器具有输出功率大、光束质量好、转换效率高、可调范围宽等优点。但是，自由电子激光器体积庞大，只适宜安装在地面上，供陆基激光武器使用。作战时，强激光束首先射到处于空间高轨道上的中断反射镜。中断反射镜将激光束反射到处于低轨道的作战反射镜，作战反射镜再使激光束瞄准目标，实施攻击。通过这样的两次反射，设置在地面的自由电子激光武器，就可攻击从世界上任何地方发射的战略导弹。

高基高能激光武器是高能激光武器与航天器相结合的产物。当这种激光器沿着空间轨道游戈时，一旦发现对方目标，即可投入战斗。由于它部署在宇宙空间，居高临下，视野广阔，更是如虎添翼。在实际战斗中，可用它对对方的空中目标实施闪电般的攻击，以摧毁对方的侦察卫星、预警卫星、通信卫星、气象卫星，甚至能将对方的洲际导弹摧毁在助推的上升阶段。战术激光武器

战术激光武器是利用激光作为能量，是像常规武器那样直接杀伤敌方人员、击毁坦克、飞机等，打击距离一般可达20公里。这种武器的主要代表有激光枪和激光炮，它们能够发出很强的激光束来打击敌人。1978年3月，世界上的第一支激光枪在美国诞生。激光枪的样式与普通步枪没有太大区别，主要由四大部分组成：激光器、激励器、击发器和枪托。目前，国外已有一种红宝石袖珍式激光枪，外形和大小与美国的派克钢笔相当。但它能在距人几米之外烧毁衣服、烧穿皮肉，且无声响，在不知不觉中致人死命，并可在一定的距离内，使火药爆炸，使夜视仪、红外或激光测距仪等光电设备失效。还有7种稍大重量与机枪相仿的小巧激光枪，能击穿铜盔，在1500米的距离上烧伤皮肉、致瞎眼睛等。

战术激光武器的“挖眼术”不但能造成飞机失控、机毁人亡，或使炮手丧失战斗能力，而且由于参战士兵不知对方激光武器会在何时何地出现，常常受到沉重的心理压力。因此，激光武器又具有常规武器所不具备的威慑作用。1982年英阿马岛战争中，英国在航空母舰和各类护卫舰上就安装有激光致盲武器，曾使阿根廷的多架飞机失控、坠毁或误入英军的射击火网。

设计上，先进战术激光器能够完全摧毁地面目标，适于安装在C－130运输机等飞机上。在3048米高和8047米远的地区，这种重达18144千克的兆瓦级化学激光能够将一辆坦克击穿。先进战术激光能够快速而连续地攻击最多100个目标。7月19日，美国海军在加利福尼亚海岸进行测试，用防空激光束射下了四架无人驾驶的飞机，并把这一武器配置在军舰上。

机载激光武器

波音公司在一架经过改装的美空军洛克希德－马丁C－130H“大力士”运输机上安装了一台高功率“化学氧－碘激光器”，并与先前安装的光束控制系统相连接，完成了ATL系统的组装。

直径为1.27米的激光旋转炮台从机腹伸出，能发出宽度约10厘米的激光束，并在15公里的战术距离内命中地面目标。激光束的瞄准点和作用时间都可以调整，因此对目标的破坏程度也能控制。若是瞄准车辆的油箱，可以彻底摧毁目标，若是以车胎为目标，只会令车辆动弹不得，不会对车内设备和驾驶员造成伤害。ATL系统可在几分钟内结束战斗，在人口稠密地区或城市作战条件下将发挥重要的作用，可以最大限度的避免平民伤亡，对敌人予以“点杀”。

反卫星激光武器

反卫星激光武器是一种远程战略激光武器，可装备于地面部队，也可装备于战斗机、战斗卫星上，利用激光瞬间能量，摧毁太空中的军用卫星。

反卫星激光武器发射的激光束，辐射强度高，能在空间、时间上，将能量高度集中，具有杀伤破坏作用。它的主要杀伤作用是热效应，即利用高温烧毁或重创太空中的军用卫星。激光束也有一定的冲击效应，使卫星上的零部件损坏或者偏离轨道。

反卫星激光武器发射的激光束以光的速度行进，光弹要比炮弹、导弹的速度快得多，可以瞬间击中目标，不需要提前量，瞄到那里，打向那里。还由于反卫星激光武器发射的光弹质量为零，射击时没有反作用力，不会发生后座，可以安装在飞机、军舰或地面，进行精确地瞄准、射击。

1997年10月17日，美国用地面化学激光发射装置向美国要报废的军用气象卫星发射激光束，照射时间10秒，命中了目标。10月20日，美国国防部宣布用激光射击卫星获得成功，这表明反卫星激光武器成为军用卫星新杀手。美国还研制一种机载激光系统，它由一架改装的波音－747携带强力激光和激光瞄准仪组成，它能在10～20秒之内摧毁来袭导弹，也能摧毁低轨道卫星。

上世纪80年代末，日本启动了一项能运用到弹道导弹防御系统上的先进技术项目，其中就有反卫星激光武器。日本在激光武器项目上的投入比任何一个国家都大，超过4000名科学家工程师和6家科研机构与试验场都投入这一项目的研发。根据目前的进程，日本的地基激光防御系统将在2010年后部署。如果技术被证明可行的话，那么日本还打算部署“天基”激光防御武器。这些系统都可以用于打对方的卫星。

定向能反卫星武器

定向能反卫星武器通过发射高能激光束、粒子束和微波束照射目标，使其毁坏或丧失工作能力。定向能反卫星武器包括激光武器、粒子束武器和微波武器，部署平台有地基、空基和天基。

定向能武器主要以热效应、冲击效应和辐射效应杀伤卫星。定向能武器能量大、速度快、精度高，通过定向照射目标，使运行轨道上卫星的传感器、光电仪器失效。

目前较成熟的定向能武器是激光武器。激光武器反卫星的方式通常有两种：一是利用高能量的激光完全摧毁卫星，二是利用低能量激光干扰和致盲破坏其光电传感器。由于卫星轨道容易探测到，光电仪器设备的破坏阈值较低，因而相对于战略反导激光武器而言，其技术难度较小，费用较低。苏联从20世纪60年代开始研究激光反卫星武器。20世纪70年代中期，苏联地基反卫星激光器开始进行试验。1975年10月，苏联连续5次用氟化氢激光器照射两颗飞临西伯利亚上空的美国用于监视洲际弹道导弹发射井的早期预警卫星，使其失效达4小时之久。

美国在研的高能激光武器有地基反卫星激光武器、空基反卫星激光武器和战略防御天基“阿尔法”化学激光武器。地基反卫星激光武器用于反低地球轨道卫星，能干扰、致盲和摧毁低轨道上的军用卫星。

美国在1989年1月9日通过的一项反卫星武器发展计划将激光反卫星武器与动能反卫星武器放在同等重要的位置上。从1992年2月开始，美陆军战略防御司令部利用“中红外先进化学激光器”和与之配套的“海石”光束定向器进行了一系列激光反卫星试验。

1997年10月，美国在新墨西哥州南部沙漠深处的白沙导弹靶场高能激光系统试验中心，利用“中红外先进化学激光器”向在轨道上运行的MSTI－3号气象卫星发射了两束高能激光（持续时间分别为不到1秒和大约10秒），激光束直径两米左右，激光器的输出能量为两兆瓦。

试验使得该卫星不能正常工作。这次试验中该激光器并没有满负荷运转。试验表明了美国已经具有利用激光器摧毁敌方的轨道卫星的能力。海湾战争爆发前数月，美国曾用其反卫星能力来威胁法国，旨在迫使其停止向伊拉克出售法国SPOT卫星在海湾地区上空拍摄的卫星图像，并最终取得成功。

美国的空基高能氧碘化学激光器则是由波音747飞机携带，主要用于攻击处于助推段飞行的弹道导弹，必要时也可用于反卫星。该飞机正在试飞中。美国正在研制战略防御天基“阿尔法”化学激光武器，用于攻击卫星和弹道导弹。

粒子束武器是通过高能加速器将电子、质子等粒子和中性原子加速到极高的速度，将其聚焦成密集的束流后射向目标。

粒子束武器对目标的杀伤效应有两种：一是热效应。粒子束达到目标上时，与目标的材料相碰撞，便把能量传递目标材料，使其温度升高。当温度升足够高时，会引起材料热应力发生变化，从而发生破裂，当其温度进一步升高时，会使材料熔化，使目标物质结构被破坏。

二是电效应。粒子束穿过电子设备时，会引起设备中的半导体产生电子－空穴对，从而引起脉冲电流。这种脉冲电流产生阻抗热，破坏电路。

粒子束武器主要有以下优点：一是速度快。粒子束的运动速度可达到零点几倍光速或接近光速，因而用于反导和反卫星不需要考虑提前量。

二是能量大。粒子束武器能在极短的时间内把束流的能量集中到目标的一小块面积上，轻易击毁飞行中的导弹、卫星和其他军用航天器。

苏联对粒子束反卫星武器的研究始于20世纪60年代，并进行了多次空间和地面的试验。美国于1978年决定开始研制粒子束武器，目前仍处于实验室阶段，所面临的主要困难之一是带电粒子易受地球磁场作用的影响而偏转，瞄准目标的难度很大。

舰载激光武器

研制国家：美国名称型号：舰载激光武器研制单位：美国海军研究办公室、托马斯·杰斐逊国家加速器实验室能量分部、空军研究实验室和联合防御技术办公室。

20世纪80年代末，美国海军成功地进行了舰载中波红外高级化学激光武器（MIRACL）的陆上试验。可是，正当人们等待MIRACL激光武器的舰载试验消息时，美海军却于90年代中期宣布放弃MIRACL的进一步研制和试验计划，而转向高能自由电子激光武器的研究上。美海军此举，引起各国广泛关注，也标志着其舰载高能激光武器进入一个面向21世纪的全新发展阶段。

为了将来能使用激光武器，美国海军已经计划在包括下一代航母（CVN21）在内的几种新型战舰上安装大功率的发电设备。当激光武器研发成功，并改进和生产出来以后，就会在这些战舰上部署和使用。发展演变

美国海军舰载高能激光武器研制可追溯到70年代初。1997年，美海军着手研制MIRACL中波红外高级化学激光武器，其中的主要部件包括氟化氘（DF）中波红外化学激光器功率（220万瓦）和“海石”光束定向仪（孔径1.8米）等。

经3年时间组装起来的MIRACL高能激光武器于1987～1989年间，在白沙激光武器试验场进行了一系列打靶试验，其中包括摧毁一枚飞行中的2.2马赫的“旺达尔人”导弹的试验。

按计划，美海军准备将该系统装在“宙斯盾”巡洋舰MK45炮位上，进一步进行海上试验。可是，美海军却于90年代中期宣布放弃进一步执行MIRACL计划，而重新启动一项高能自由电子激光武器计划。这样，20年来被美海军炒得沸沸扬扬的MIRACL就此划上一个句号。

美海军放弃MIRACL计划的原因与国际大气候有关。冷战结束后，美海军作战重点从远洋转移到沿海区域，作战环境发生了巨大变化。为适应这种变化，美海军要求调整高能激光器计划。研究表明，在沿海环境中，热晕是大气吸收激光能量的主要因素，而且热晕与风速风向有关。

在沿海环境下，军舰航行速度较低，因此总的侧向风力是由当地气候条件决定的。这种侧风往往很小，以致于热晕效应远比在远洋环境下产生的热晕效应更为严重。美海军认为，MIRACL高能激光器的3.8微米波长激光在沿海环境下热晕效应较严重，应该找到一种热晕效应较小的波长代替它。这就是美海军放弃MIRACL激光器的主要原因。美海军放弃MIRACL计划后，立刻提出进一步研制舰载高能激光武器的新计划。这项新计划的重要一步是重新选定适合于在沿海环境下使用的最佳波长。

经过研究，美海军得出结论：在1～13微米红外波长范围内，只有1～2.5微米波长激光的大气传输性能优于MIRACL的3.8微米波长激光的大气传输性能。

为了进一步从1～2.5微米波长范围内选出适于沿海作战的最佳波长，美海军又对1.042微米、1.064微米（YAG激光器）、1.315微米（化学氧碘激光器）、1.6微米、2.2微米和3.8微米几种波长激光，在沿海条件下的大气吸收特性、消光特性和总的大气传输特性进行了计算比较，得出如下重要结果：（1）关于吸收特性，1.05微米（包括1.042微米和1.064微米）的相对大气吸收率比1.6微米的低一个数量级，而1.6微米的相对大气吸收率又比2.2微米和3.8微米的低一个数量级。（2）关于消光特性，1.6微米、2.2微米和3.8微米的相对消光率均比短波长的低。（3）关于大气传输特性，1.6微米和1.04微米波长的相对海上传输系数远远优于1.315微米和3.8微米的传输系数。

综合上面三个因素考虑，认为1.6微米和1.05微米比较适合于在沿海环境下使用。但是，由于1.6微米处于人眼安全波长范围内并具有在不同大气条件下性能稳定等特点，因此最终倾向于选择1.6微米波长为适于沿海环境下的最佳波长。

就这样，因在近海迎头作战模式中现有的各种激光束可能会产生热晕效应，影响杀伤效果，1996年美国海军决定转向研制自由电子激光器，平均功率已达500瓦。结构特点

虽然激光技术很复杂，其工作过程如下：在自由电子激光（FEL）系统中，一个粒子加速器将自由电子（那些不被原子缚束的，自由移动的电子）加速到高能级，接着电子束被送进一个磁场，在磁场的作用下电子上下跃迁，释放出光子。激光器发出的光不象电灯泡发出的光那样可散射，而是保持一条直线。最新动态

1998年，杰斐逊实验室的研究者们展示了一种1千瓦的FEL，它能够产生2100瓦的红外激光。它运行了两年半，打破了所有“可调”高功率激光器的记录。

今年6月，研究人员用他们最新的激光器产生了激光。研究人员希望到今年夏末，它能够产生功率10倍于早期FEL的激光，即10千瓦的红外激光或1千瓦的紫外激光。

研究人员称，FEL可以产生无数极短的脉冲，其持续时间不到十亿分之一秒。这种脉冲可作用于分子界，因而可用于激励材料的研究和化学合成。

FEL在很多方面具有价值。作为一种研究工具，它可以帮助化学家们研究物质。这已经被30多家海军、航空航天局（NASA）、大学和工业研究机构在各种领域使用，包括寻找新的廉价的生产碳纳米管的方法，研究硅材料中的氢缺陷机制，以及发现蛋白质传输能量的方法。

另一方面，FEL技术经过进一步发展，可以为海军提供一件强大的武器。用于进攻，激光可以在敌方舰船和飞机上切开口子。用于防卫，它可以有很多用途。例如，海军和空军设想在敌人的远程导弹从发射井或发射架上升空时，利用激光武器将其摧毁。

但在一个更小的层面上，激光武器可以用来保护海军舰船，防止那些由恐怖分子或流氓国家的间谍驾驶的装着炸药的小船的袭击。激光武器最大的一个好处是它不是只发射一发炮弹，因而可能错过目标，相反，它可以在一段时间内连续开火，保证激光束瞄准目标并将其加热摧毁。

2002年时，经过数年的努力，美国海军在自由电子激光器（FEL）的武器化方面取得重大进展。据专门负责海军高能激光武器和高功率微波武器研究、发展、集成和采办的海军定向能武器项目主任称，如果得到充足的资金，海军将在未来2～3年内研制出10万瓦级舰载激光武器。当前托马斯·杰夫逊国家实验室已经解决了自由电子激光器转化为舰载武器系统面临的许多技术问题，并且已研制成2千瓦级的自由电子激光器，正在按进度研制1万瓦级的激光器，预计将在未来2～3年研制成10万瓦级的激光器。10万瓦级的自由电子激光器研制成功后，将转移到海军的巴尔金沙太平洋导弹试验靶场进行测试。

美一研发小组正在使海军告别火炮时代，进而使用以光粒子作为炮弹的舰载激光武器。虽然大多数人将光看作是比空气更不实在的东西，但大功率的自由电子激光器（FEL）却可以用来为舰船提供防护，击毁敌方船只或导弹。这个研发小组的成员包括：海军研究办公室、托马斯杰斐逊国家加速器实验室的能量分部、空军研究实验室和联合防御技术办公室。

激光技术模拟

20世纪80年代初，我国华北某地，正在进行着一场激烈的实兵对抗演习。

一辆正在高速冲击的步兵装甲战斗车，突然冒出了一股黄褐色的烟柱，车身上的红色告警灯忽明忽暗地闪烁起来，与闪光的同时，音响报警器也“嘟、嘟”地响个不停。

只见这辆战斗车紧急制动，发动机熄火，原地“趴”下不动了。与此同时，指挥台上的计算机屏幕上显示出“蓝军”步兵战斗车一辆被“红军”反坦克导弹击毁、丧失战斗能力的信息。参谋人员还没来得及把情况记录下来，打印机已把损失情况双方力量对比等情况打印出出来了。

这时，几架直升飞机突然从山谷里钻了出来，正在悬停选择机降场地时，其中的两架也和那辆步兵战斗车一样，从尾部腾起了一股浓烟，旋即这两架直升机没有降落，拖着烟飞走了。指挥台上的计算机屏幕上显示“红军”突击分队在实施机降渗透战斗中，两架直升机被“蓝军”地面防空火力击中，退出了战斗。“蓝军”凭借优势兵力和集群坦克，渐渐冲到了“红军”的防御圈前。这时，只见壕沟里跃出一位小战士，在“火力”的掩护下，迅速架起了82无后座力炮，在装弹完毕准备瞄准时，这位小战士的头盔上冒出了一股黄烟。当他刚趴下时，后面又跃出两名卫生救护人员，担架还没撑开，这两名救护人员的头盔上也冒出了黄烟，只好无可奈

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