固體激光器發(fā)展趨勢(shì)

 

　　固體激光器是用固體激光材料作為工作物質(zhì)的激光器。工作介質(zhì)是在作為基質(zhì)材料的晶體或玻璃中均勻摻入少量激活離子。例如：在釔鋁石榴石（YAG）晶體中摻入三價(jià)釹離子的激光器可發(fā)射波長(zhǎng)為1050納米的近紅外激光。[1]

 

　　固體激光器具有體積小、使用方便、輸出功率大的特點(diǎn)。固體激光器一般連續(xù)功率在100瓦以上，脈沖峰值功率可高達(dá)109 W。但由于工作介質(zhì)的制備較復(fù)雜，所以價(jià)格較貴。

 

　　由于氟化氘和氧碘等化學(xué)激光器系統(tǒng)過(guò)于笨重、復(fù)雜，離實(shí)戰(zhàn)型武器還有相當(dāng)距離，根本不適于作為小型機(jī)動(dòng)平臺(tái)戰(zhàn)術(shù)激光武器。另一方面，隨著激光二極管泵浦技術(shù)的發(fā)展，10 kW級(jí)高能固體熱容激光器和1 kW級(jí)高功率光纖激光器已初步開(kāi)發(fā)成功，而100 kW武器級(jí)激光器可通過(guò)按比例放大的原則實(shí)現(xiàn)。美國(guó)軍事科學(xué)家們正在開(kāi)發(fā)和研制下一代戰(zhàn)術(shù)激光武器使用的固體激光器。

 

　　(1)固體激光器的亮度可高達(dá)1011 W／c㎡.sr。不僅如此，具有高亮度的激光束經(jīng)透鏡聚焦后，能在焦點(diǎn)附近產(chǎn)生數(shù)千乃至上萬(wàn)攝氏度的高溫。

 

　　(2)固體激光器的高方向性使其能在有效地傳遞較長(zhǎng)的距離的同時(shí)，還能保證聚焦得到極高的功率密度。

 

　　(3)固體激光器的單色性極高，從而保證了光束能精確地聚焦到焦點(diǎn)上，得到很高的功率密度。固體戰(zhàn)術(shù)激光武器，可以裝載在地面機(jī)動(dòng)平臺(tái)上，伴隨地面機(jī)動(dòng)部隊(duì)作戰(zhàn)；采用電激勵(lì)，射擊一次僅需25美分的費(fèi)用；在一個(gè)射擊周期中可以射擊幾千次；不需要彈藥補(bǔ)給，可減小后勤負(fù)擔(dān)；與化學(xué)激光武器相比，不產(chǎn)生危險(xiǎn)的化學(xué)排放物，沒(méi)有明顯的特征信號(hào)，適合陸軍應(yīng)用。而且，激光武器不僅可以完成對(duì)空作戰(zhàn)任務(wù)，也可以執(zhí)行對(duì)地面目標(biāo)的直接攻擊任務(wù)，如可以直接毀傷坦克和地面堡壘的觀察窗口，使其成為瞎子，喪失戰(zhàn)斗力。此外，固體戰(zhàn)術(shù)激光武器還可以裝載在艦船上，作為海軍防御反艦導(dǎo)彈、飛機(jī)攻擊的武器；經(jīng)過(guò)進(jìn)一步發(fā)展和小型化，還可以裝載在飛機(jī)上，執(zhí)行空一空攻擊、護(hù)尾自衛(wèi)等任務(wù)。本文就固體激光武器的發(fā)展動(dòng)向、發(fā)展分析等，作進(jìn)一步的研究和探討。

 

　　2發(fā)展動(dòng)向

 

　　國(guó)外固體激光武器的近期發(fā)展動(dòng)向：

 

　　(1)諾斯羅譜·格魯曼公司成功完成“激光鏈”性能演示。2008年3月12日，根據(jù)聯(lián)合高功率固體激光器(JHPSSL)“階段3”項(xiàng)目，諾斯羅譜·格魯曼公司成功對(duì)“激光鏈1”(LC1)的性能進(jìn)行了演示。JHPSSL系統(tǒng)用于促進(jìn)固體激光器技術(shù)在軍事上的應(yīng)用，包括提供軍隊(duì)防護(hù)和基于空中、水上和地面平臺(tái)上完成精確打擊任務(wù)。

 

　　“激光鏈1”是JHPSSL可升級(jí)結(jié)構(gòu)的重要組件，它由8條激光鏈組成，其中每條激光鏈包含有4個(gè)激光模塊。每條激光鏈相當(dāng)于是小型的功率為15 kW的固體激光器，8條激光鏈組成的系統(tǒng)功率可達(dá)100 kW，這將在第三階段的JHPSSL項(xiàng)目中實(shí)現(xiàn)。公司的這種可升級(jí)方法可增加盡可能多的激光鏈以獲得更高功率。