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把激光当作子弹打

时间:2023-04-30 16:57:36     来源:大科技杂志社


(相关资料图)

激光武器出现在科幻电影中,已经有数十年的历史了,很多人以为它们早已在实战中投入使用,殊不知第一个激光武器直到2014年才在美国军队中投入使用。此后,美国又陆续开发了一系列更高功率的激光武器。所有这些激光武器都产生一个连续的光束,通过持续照射目标物,来将其烧化或烧出一个洞。

但是,这样的激光武器很快就暴露出它们的缺陷。首先,它们无法作用于长距离的目标物,因为距离一长,光束就会扩散,不能聚焦于一点。其次,这些激光武器功率很高,都在万瓦以上,需要携带大容量的蓄电池,所以装置笨重,不利于移动。此外,功率高也意味着工作时发烫得厉害,不利于操作。

为了克服上述缺陷,美国最近又研制出一种新型的激光武器,它不再使用连续的光束,而是使用像子弹一样断断续续的超短脉冲激光。

这种激光脉冲在极短时间内集中了极高的能量:一个脉冲仅持续200飞秒(2×10^ 13 秒),但功率达到万亿瓦,而之前的激光武器最大功率为150千瓦。

科学界长期以来一直对这种脉冲激光感兴趣,因为它们具有不寻常的特性。其中之一是,这种脉冲激光会“自聚焦”:由于其功率强大,以至于它所到之处,加热并改变了空气的密度,使之变成一个透镜。由此,脉冲光束能不断地被重新聚焦,而不是扩散。并且,这些自聚焦脉冲不像连续光束那样受气流的影响。所以,原则上,它可以作用于更远的目标。

这种武器每秒将产生20~50个激光脉冲,虽然每个脉冲功率很大,但由于都持续时间极短,所以总功率只有20~50瓦,大约是一个LED灯泡的10倍。总功率小,意味着对蓄电池的要求不高,装备可以做得更小巧和紧凑,这同时解决了移动和操作上的困难。

激光脉冲的瞬间功率是如此大,它照射在目标物上,直接就可以在目标物上烧出一个洞,这一过程被称为烧蚀。由烧蚀产生的气体快速膨胀,还可以产生强大的冲击波。冲击波遇到障碍物,会产生令人震慑的局部爆炸的效果。

此外,这种激光还能产生电磁脉冲效应:当它照射在金属目标物上时,激光脉冲会迅速加速电子;移动的电荷产生一股足以干扰附近电子设备的无线电波;在战场上,可能会使无人机、导弹甚至飞机坠落。

基于以上种种优点,这种激光武器通常用于对付小型、快速移动的空中目标。

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