作用於物體上的超短脈衝激光(渲染圖)。
據外媒報道,泰雷茲集團澳大利亞分公司日前宣布,將探索新體制遠程反無人機激光定向能武器,應對戰場上日益增多的空中威脅,包括中小型無人機和無人機蜂群等。
當前的反無人機激光定向能武器大多基於連續或準連續激光開發,作用距離有限。新體制遠程定向能武器以現有激光武器系統為基礎,但換裝超短脈衝激光。其光束作用距離更遠,可穿透雲和霧,且功耗更低。
超短脈衝激光是指脈衝寬度在皮秒(10-12秒)、飛秒(10-15秒)或更低量級的激光,具有峰值功率高、光束穩定、系統熱管理機制簡單以及成本較低等優勢。超短脈衝激光武器的作用原理不同於連續激光武器。連續激光武器的殺傷機理是熱燒蝕,通過向目標的固定部位持續發射激光束至目標表面熔化,達到破壞目標的目的。超短脈衝激光武器向目標表面發射超短脈衝激光束,將空氣變成“透鏡”不斷重新聚焦脈衝。當峰值功率達到某一高度時,其作用在目標表面的激光束可使目標表面融化。與連續激光相比,超短脈衝激光可在更短時間內取得同樣的作戰效果,所需能量更少,且溫度上升更快,停止加熱後降溫也快。這種使材料溫度快速升高和急劇下降的特性,易使材料發生相變而失效,可用於應對石墨等耐燒蝕材料。
當超短脈衝激光在大氣中傳輸時,其峰值功率超過閾值後會將空氣擊穿,産生等離子體區域,破壞飛行器的飛行環境,使飛行器偏航或自毀。超短脈衝激光與等離子體相互作用,還會産生電磁脈衝,在來襲導彈、飛機的金屬外殼上形成強大的感應電流,進而干擾或破壞其內部電子設備。此外,電磁脈衝還可能使對方武器上的各類傳感器受到干擾而失效。
從技術原理上講,超短脈衝激光的一系列作戰優點,使其有望成為一種新體制激光武器。然而,對其進行系統化工程設計面臨不少技術挑戰。目前的超短脈衝激光器的體積較大,難以滿足機動搭載要求。另外,對超短脈衝激光的大氣傳輸特性研究較少,相關試驗開展不夠充分,無法滿足軍事化應用需求,諸如此類問題尚需繼續開展技術研究。如果研發成功並投入應用,超短脈衝激光武器將在很大程度上改變當前的連續高能激光武器作戰樣式。(寧國強)