核心提示： 近日，在「武漢·中國光谷」雷射技術與產業發展創新論壇上，中國航天科工集團公司負責人表示，我國首臺全自主研發的2萬瓦光纖雷射器正式進入裝機階段，這一技術成果直接打破國外技術壟斷。
近日，在「武漢·中國光谷」雷射技術與產業發展創新論壇上，中國航天科工集團公司負責人表示，我國首臺全自主研發的2萬瓦光纖雷射器正式進入裝機階段，這一技術成果直接打破國外技術壟斷。
這臺2萬瓦光纖雷射器由中國航天科工四院所屬的武漢銳科光纖雷射器技術有限責任公司研發，或將於2018年上半年問世並投入使用。那麼，這種雷射技術和雷射武器裝備有沒有關係？雷射武器何時才能大規模走上戰場呢？
異軍突起
美軍對戰術雷射武器很有熱情
雖然雷射從誕生之日起，就受到各國軍方的普遍重視，尤其是想將其應用於戰略反導等領域。但是由於大氣、光學衰減、散熱、目標制導等各種困難的存在，戰略雷射武器的發展速度非常緩慢。但從21世紀以來，美國軍方再度開始重視高功率固體雷射器的研發，將其用於執行近距防空、反導、軍艦自衛等戰術任務，並稱其為美軍再度領先於對手的神秘利器。
而在高功率戰術固體雷射器方面，光纖雷射武器由於在效率、雷射束品質、系統體積、重量、堅固性和冷卻等方面具有明顯的優勢，正在成為戰術雷射武器的主要來源。近期，美軍研製的多種雷射武器的樣機，均為光纖雷射武器。如美國國防預先研究計劃局(DARPA)的「聖劍」項目、海軍的艦載戰術雷射武器系統項目與雷射武器系統項目、陸軍的「區域防禦反彈藥系統」(ADAM)以及「宙斯-悍馬雷射彈藥摧毀系統」等均採用了光纖雷射器。
其中，「聖劍」是一種機載雷射武器項目，目標是反光電或紅外製導的地空飛彈，作戰高度在15千米。而美國海軍的Mk38艦載雷射炮作戰目標是大量密集型小型船隻、海面艦船、空中飛行器等。2011年，該雷射炮對空中和水面目標進行了射擊試驗。
美國陸軍的「區域防禦反彈藥系統」則主要是為地面部隊防禦近程空中目標(火箭彈、無人機)的威脅，在2012年和2013年的試驗中，該系統成功摧毀了無人機和小口徑火箭彈。而「宙斯-悍馬雷射彈藥摧毀系統」則是安裝在著名的「悍馬」車上，具有反地雷和處理路邊炸彈的能力。
除了上述內容，美軍還有一些光纖戰術雷射器項目。現在美軍對於戰術雷射武器的發展很有熱情，處於「大面積撒網」階段。五角大樓在2014年就推出了第三次「抵消策略」，其核心是發展顛覆性先進技術武器，繼續在軍事競爭中佔據絕對優勢。
美國國防部常務副部長羅伯特·沃克認為，第三次「抵消戰略」的核心是確立在精確制導武器方面的優勢，在成功躲避敵方精確制導攻擊的同時摧毀對方。很多美國軍事專家也認為，戰術雷射武器，顯然是第三次「抵消策略」中應重點發展的項目。
技術剖析
2萬瓦光纖雷射器能用在軍事上嗎？
那麼，中國研發的2萬瓦(20KW)光纖雷射器，能不能應用於中國的戰術雷射武器研發呢？筆者認為還有一段距離。
首先，光纖雷射武器的關鍵性部件之一是單模光纖雷射器。其代表就是美國IPG光子公司生產的10KW單模光纖雷射器。它除了被廣泛民用外，也被美國軍方大量採購用作戰術雷射武器的基本模塊。
前文所述，美國正在開發和試驗中的戰術雷射武器大多使用的都是IPG公司的這款產品。而該公司在2009年首先研發出10KW單模光纖雷射器之後，也毫不掩飾他們對武器市場的濃厚興趣。
中國武漢銳科光纖雷射器研發的20KW光纖雷射器，應該還是多模光纖雷射器。從技術層面上來講，高功率光纖雷射器分單模和多模。將幾個較低功率的單模光纖雷射合成一個千瓦級的輸出，應遠比千瓦級的單模輸出要容易。而此前該公司研製的最大多模光纖雷射器為4KW。
如果中國生產的20KW光纖雷射器是單模雷射器，那麼就不是打破國外壟斷的問題了，就成為世界第一的雷射神器了。因為世界領先的IPG公司也很難將單模光纖雷射器提升至20KW，技術界普遍認為單模光纖雷射器的上限就為10KW。
那麼在戰術雷射武器領域，能不能用高功率的多模光纖雷射器代替難度大的單模光纖雷射器。答案是不能。因為多模雷射器的功率雖然大，但光束質量差，因此不能應用於雷射武器，而只能在工業領域進行應用。因此，中國2萬瓦光纖雷射器的主要目的就是打破國外壟斷，降低進口成本，使得雷射製造技術能夠更大應用於我國的高端製造領域。
早在2014年珠海航展上，中國某公司就已經推出了「低空衛士1」雷射攔截系統，但研究該系統資料後發現，該系統的輸出功率為10KW，和美國同類型武器相比，只能攔截小型慢速的民用無人機，無法應用於軍隊的戰術雷射領域。
信心倍增
需要多種技術均取得突破
不過，我們對中國研發類似IPG公司的10KW單模光纖雷射器，還是抱有相當的信心。以我國武漢銳科公司為例，在該公司的帶動下，中國已經初步實現了百分之百國產光纖雷射器的產業鏈。 2011年，IPG公司10KW單模光纖雷射器主要技術奠基人、擁有國際專利24項和具有裡程碑意義的「雙包層光纖雷射器」發明專利的美籍教授，就曾到武漢銳科公司考察，對中國國內能夠擁有自主產權的國產化、產業化光纖雷射器感到震驚和興奮，並表示願意與銳科公司合作，促進其加速發展。
一旦中國公司能夠研發10KW單模光纖雷射器，那麼幾乎馬上就可以通過非相干合成的方法研製出戰術雷射武器。所謂的「非相干合成法」就是將多個光纖雷射器平行地綑紮在一起，沿同一方向引導這些雷射器輸出光束，這樣就能使他們在空間疊加在一起，從而增加了總功率，美軍現在好幾種開發中的雷射武器就是通過這種方法研製成功的。
但是只有大功率的單模光纖雷射器，是不是就能突破戰術雷射武器的全部呢？顯然不是。因為這種「綑紮」而成的雷射武器不能提高合成光束的亮度，而且光束質量差、射程有限、體積龐大。這種光纖雷射武器只能裝載在艦艇這種大型平臺上，而要裝載在戰機和地面車輛上，就需要產生亮度更高、光束質量更好的雷射，能量的利用率更高，這就需要光束相干合成和光學相控陣等技術。
例如我們前面說到的美軍機載雷射武器「聖劍」項目，使用的就是21單元的光學相控陣，把21道光纖雷射光束合成了單一光束，功率效率超過35%，而且具有大氣補償功能，可以避免大氣湍流擾動對雷射光束的影響。在試驗中，這種低功率陣列可精確擊中7公裡距離的目標，比現有雷射武器提高了4公裡多。
另外，美國還啟動了「閃電」項目，其作戰目標是反光電或紅外製導的空空飛彈和地空飛彈。該項目使用了光纖雷射陣列，研發目標是比現有雷射武器輕10倍且更為緊湊的雷射武器系統，以極小的體積和質量搭載到飛機平臺上，用於飛機自衛和中程彈道飛彈防禦。
因此，只有中國在大功率單模光纖雷射器、光束相干合成和光學相控陣技術這幾方面都取得突破，我們才能在不久的將來，看到中國的戰術雷射武器出現在解放軍的軍艦、戰車甚至像殲-20這樣的作戰飛機上。
連連看
蘇聯雷射武器
攻擊美國衛星
雷射武器從誕生之日起，就曾被視為反衛星的戰略性武器。冷戰期間，曾有報導稱蘇聯使用雷射武器攻擊了美國衛星，而後來美國更是自己測試了雷射武器反衛星的效果。
1975年10月18日，美國北美防空司令部控制中心報導稱，在印度洋上空的647預警衛星的紅外探測器受到來自蘇聯西部的強紅外閃光幹擾，不能正常工作。1975年11月17日、18日兩天，美國空軍的兩顆數據中繼衛星，由於受來自蘇聯的紅外幹擾，又停止了工作。據查，是紅外姿態控制儀失靈。
1980年5月22日，美國負責公共事務的助理國防部長託馬斯·羅斯在新聞發布會上說：「美國中央情報局和其他情報部門業已查明，蘇聯正在研製一種能夠摧毀衛星的雷射武器系統。」他接著又說，「但是，這項研究在美國也在進行著。蘇聯在達到的功率方面也許稍稍領先。」
另外在1997年10月17日，美國用地面化學雷射發射裝置向美國要報廢的軍用氣象衛星發射雷射束。這種被稱為MIRACL的紅外化學雷射器，第一次試驗使用高功率雷射器分兩次照射了位於低地球軌道上的空軍MSTI－3研究衛星。雷射束擊中了目標點——中程紅外照相機。被照射後，紅外照相機沒有產生圖像，表明衛星傳感器受到了攻擊。
緊接著美國陸軍又用低功率的化學雷射器進行了第二次射擊衛星試驗，對衛星上的紅外照相機進行了3次照射。這次試驗的成功是美軍雷射反衛星武器的一個重要裡程碑。但目前有關MIRACL雷射器的後續發展幾乎沒有任何公開報導了。
飛機裝雷射大炮
去攔截戰術飛彈
相對於美國的MIRACL雷射武器，YAL-1機載雷射系統的名氣就更大了。這種由波音公司研製，裝設於改裝的波音747-400F、功率達兆瓦級的氧碘化學雷射器武器系統，被用來攔截戰術彈道飛彈。
這種裝在飛機上的雷射炮，並不能貫穿或擊碎目標，而是通過加熱削弱飛彈外殼，使其在高速飛行的壓力下無法承受而自行瓦解。這種雷射武器不是光纖雷射武器，而是使用類似火箭的化學燃料產生雷射能量。每個YAL-1機載雷射系統可以攜帶發射20發燃料，低能量發射對付小飛彈時可以發射40發。項目中每次出擊還需要有戰機和電子幹擾機護航。使用時，飛機必須以8字體繞圈飛行儘量滯留於空中，靠近敵軍飛彈可能上升之處。飛機可以用空中加油儘量延長滯空時間。
這種飛機外觀最明顯的特徵，就是機首部位的大型雷射炮塔，而飛機內部則裝有二氧化碳雷射器，共分成六個模塊，每個模塊都和一部SUV汽車一樣大，重3000公斤。開火時，5秒鐘所發出的能量就相當於一個美國家庭一小時的用電量。
最後這種飛機由於預算縮減，而於2011年被美軍取消，並於2012年2月14日飛往位於亞利桑那州土桑戴維斯－蒙森空軍基地的飛機墓地封存。
雷射背後的翻譯高手
雷射的英文LASER原是「通過輻射受激發射的光放大」的英文縮寫，表示光受激放大的過程，而不是放大之後出來的光。
1964年10月，中國科學院長春光機所主辦的《光受激發射情報》雜誌編輯部致信錢學森，請他為LASER取一個中文名字，錢學森建議中文名為「雷射」。同年12月，第三屆光量子放大器學術會議召開，由嚴濟慈主持，討論後認為這一翻譯既正確又響亮，正式採納錢學森的建議，將LASER正式翻譯為「雷射」。 木易