1 組成、技術及特點

人們把光作為武器的想法，可上溯到遠古時代。西方在中世紀就有古希臘科學家阿基米德用聚焦的日光點燃敵人戰船的傳說。1960年首臺激光器在美國問世，為人們點燃了希望之光，自此人們便開始了對激光武器鍥而不舍的永恒追求。激光武器特別是高能武器發展到今天，已取得巨大的進步。

1.1 基本組成及關鍵技術

高能激光武器主要由高能激光器和光束定向器兩大硬件組成，其中光束定向器又由大口徑發射系統和精密跟蹤瞄準系統兩部分構成。高能激光武器的研究涉及關鍵技術有高能激光器、大口徑發射系統、精密跟蹤瞄準系統、激光大氣傳輸及其補償、激光破壞機理等。一是高能激光器。高能激光器是激光武器的核心部件。研制具有足夠大功率、光束質量好、大氣傳輸性能佳、破壞靶材能力強、適于作戰使用的高能激光器，是實現高能激光武器的關鍵，也是各國長期探索研究的目標。目前具有應用發展前景的高能激光武器系統主要有：氟化氘/氟化氫化學激光器、氧碘化學激光器、二氧化碳氣動激光器、自由電子激光器、二極管固體激光器、激光二極管陣列等。其中最有可能發展成為高能激光武器并投入部署的將是化學激光器。二是光束定向器。光束定向器是激光武器的兩大硬件之一，是與激光器匹配的重要部件。發射系統相當于雷達的天線，用于把激光束發射到遠場，并匯聚到目標上，形成功率密度盡可能高的光斑，以便在盡可能短的時間內破壞目標。跟蹤瞄準系統用于使發射望遠鏡始終跟蹤瞄準飛行中的目標，并使光斑鎖定在目標的某一固定部位，從而有效地摧毀或破壞之。為此，必須采用主鏡直徑足夠大的大口徑發射望遠鏡，并可根據目標的不同距離對次鏡進行平移，以起到調焦的作用。三是大氣傳輸及其補償。激光在大氣中傳輸時，會受到大氣分子和氣溶膠的吸收與散射，其強度將衰減。由于大氣湍流的影響，將導致目標上的光斑擴大。當激光功率足夠大時，還會產生非線性的熱暈現象。這些效應將會使目標上的激光功率密度下降，影響激光對目標的破壞效果。為補償激光大氣傳輸時受到的湍流等影響，可采用自適應光學技術，在發射系統中加入變形鏡，變形鏡受到從目標處信標發出的反向傳輸信號的適時控制，對發出的激光束預先引入相反的波前畸變，能夠部分補償大氣傳輸造成的影響。四是激光破壞機理。激光輻照目標表面之后，可能產生一系列的熱學、力學等物理和化學過程，使目標的某些部件受到暫時或永久性損傷。飛行目標遭到激光的損傷后，可能從空中墜落，也可能因喪失精確制導能力而使飛行器脫靶。

1.2 基本特點

激光對目標的破壞作用大致分為軟破壞與硬破壞兩種：軟破壞是用激光破壞導彈和制導炸彈等精確制導武器的導引頭等易損部件，或摧毀衛星上的光學元件與光電傳感器。硬破壞是用激光破壞敵空中目標的金屬等構件，或摧毀衛星上的太陽能電池板等硬部件。由于它是利用激光束直接毀傷目標或使之失效，與火炮、導彈等相比，具有許多優異的技術特性：反應迅速，光束以每秒30萬公里傳輸，打擊目標時無需計算射擊提前量，瞬發即中：可在電子戰環境中工作，激光傳輸不受外界電磁波的干擾，目標難以利用電磁干擾手段避開激光武器的射擊;轉移火力快，激光束發射時無后座力，可連續射擊，能在很短時間內轉移射擊方向，是攔截多目標的理想武器;作戰使用效費比高，化學激光武器僅消耗燃料，每發費用為數千美元，遠低于防空導彈的單發費用(愛國者為30～50萬美元/枚，尾刺為2萬美元/枚)。

2 分類及作戰性能

激光武器從作戰性能上主要分為低能激光武器和高能激光武器兩大類。一是低能激光武器。低能激光武器即激光干擾與致盲武器，是重要的光電對抗裝備。它僅需采用中、小功率器件，技術較簡單，現已開始裝備部隊。這種武器能干擾、致盲甚至破壞導引頭、跟蹤器、目標指示器、測距儀、觀瞄設備等，并可損傷人眼，在戰場上起到擾亂、封鎖、阻遏或壓制作用。目前各國均在積極發展此類激光器，用于保護高價值飛機。二是高能激光武器。目前正在研制與發展的高能激光武器有：戰略防御激光武器、戰區防御激光武器和戰術防空激光武器。一是戰略防御激光武器。天基戰略防御激光武器的作戰目標為助推段的戰略導彈、軍用衛星平臺和高級傳感器等。它可用于遏制由攜帶核、生、化彈頭的彈道導彈所造成的可能不斷增長的威脅。地基反衛星激光武器用于反低地球軌道衛星，能干擾、致盲和摧毀低地球軌道上的敵方軍用衛星。二是戰區防御機載激光武器。它主要用于從遠距離(遠達600公里)對戰區彈道導彈進行助推段攔截，從而使攜帶核、生、化彈頭的彈頭碎片落在敵方區域，迫使攻擊者放棄自己的行動，起到有效的遏制作用。三是戰術防空激光武器。它可通過毀傷殼體、制導系統、燃料箱、天線、整流罩等攔截大量入侵的精確制導武器。將激光武器綜合到現有的彈炮系統中，可彌補彈炮系統的不足，發揮其獨特的作用。這種彈、炮、激光三結合的綜合防空體系，可用于保衛指揮中心、重要艦船、機場，重要目標、重要區域等小型面目標和點目標。目前發展的主要是車載和艦載激光武器。

值得注意的是，戰略防御天基激光武器和戰區防御機載激光武器均具有助推段彈道導彈攔截能力。實施助推段攔截具有如下優勢：彈道導彈發動機正在工作，噴出的火焰易于探測;此時導彈飛行速度相對較慢，彈頭沒有分離，也沒有施放誘餌，易于跟蹤、瞄準與攔截：助推段一般位于敵方境內，攔截后彈體碎片，特別是攜帶的核、生、化彈頭的彈頭碎片將落在敵方區域，不會對防御方造成附加損傷;助推段攔截可謂是"巧破壞"，破壞閾值低，一般認為是 1000～3000焦耳/平方厘米，比攻擊導彈戰斗部的破壞閾值至少低1個數量級以下。

3 典型代表

激光武器的研制已歷時30多年，美、俄、英、德、法、以色列等國在激光武器研制方面均已取得長足發展。其中尤以美國的發展最為突出和全面，目前已經具備各類激光武器的全面發展與部署能力，并可望于近期至未來15年中陸續部署使用天基、機載和地基等各類激光武器。

3.1 戰略防御天基阿爾法化學激光武器

天基激光武器是把激光器與跟蹤瞄準系統集成到一個衛星平臺上而構成的一種部署在空間的定向能武器，主要用于在全球范圍內摧毀剛剛飛出地球稠密大氣層的助推段彈道導彈。20多年來，美國一直十分重視這種武器的發展，目前已將其作為國家導彈防御系統的重要組成部分。該計劃目前由美國彈道導彈防御局主管，美國空軍參與該計劃的管理并將最終接管該計劃。目前美國已經掌握了建造天基激光演示器的技術，預計在2005～2008年試驗發射首臺星載演示器樣機。

3.1.1 天基化學激光武器的關鍵技術與發展水平

天基化學激光武器涉及5項關鍵技術，即激光裝置，光束控制，光學系統，捕獲、跟蹤、瞄準與火控系統以及高功率綜合試驗。發展天基化學激光武器的關鍵技術包括：阿爾法氟化氫化學激光器;大型先進反射鏡計劃的反射鏡;大型光學演示實驗計劃的光束控制系統。美國的天基阿爾法化學激光器各分系統的關鍵技術已分別于80年代末和90年初得到演示驗證。1997年圓滿完成了高功率激光器與大型反射鏡的地基綜合試驗。作為天基激光器平臺核心的阿爾法氟化氫化學激光器，由TRW公司于1980年開始研制，波長為2.7微米，采用圓柱增益發生器技術，1989年進行首次出光試驗，到1994年8月，已出光10次以上，并在百萬瓦級功率水平獲得高質量輸出光束，演示了近武器級的連續波動作。通過改進激光器的結構設計，用增加模塊化腔環的辦法，可將輸出功率提高到武器要求水平，使激光器的重量比原來的減少兩個數量級。最近研究表明，通過改進激光器的噴管設計，還可進一步減輕重量。

3.1.2 天基激光器的作戰設想

預計承載作戰使用型天基激光武器的衛星將運行在1300公里高空，激光武器的有效射程達4000～5000公里，可摧毀9～11公里高空的彈道導彈。單顆衛星可覆蓋10%的地球表面。研究表明：第一步，在空間部署一個由12個平臺或更少平臺構成的小星座，就有可能提供連續的戰區覆蓋，可覆蓋諸如中東、北非和東北亞這些引人注目的戰區，對付第三世界國家的攻擊(但尚不足以對付俄羅斯的火箭部隊造成的威脅，它能摧毀一次偶然發射中的一些俄羅斯導彈，但不能摧毀其潛射導彈)，也可以為美國本土提供導彈防御能力，從而實現強有力的戰區防御和國家導彈防御;第二步，在空間部署一個由18個平臺構成的星座，可對感興趣的戰區提供全面的覆蓋;最后，在空間部署一個由24個平臺構成的星座，將能實現連續的全球覆蓋。

3.2 戰區防御機載氧碘化學激光武器

機載激光器(ABL)計劃是美國空軍目前正在大力推進的戰區彈道導彈助推段攔截方案，是其聯合多層戰區導彈防御研究的一部分。該計劃是目前美國投資最大、進展最快的主要定向能武器計劃，已進入發展的第二階段，即方案論證與風險降低階段，將于2002年末用機載激光器樣機YAL-1A進行一枚助推段戰區彈道導彈攔截的演示驗證試驗。

3.2.1 機載激光器的組成與作戰原理

機載激光器是一種能獨立地進行目標探測并實施"外科手術式"攻擊的自主性武器系統。載機在12公里高空、距前線90公里的已方一側巡航，激光武器的預定射程為300～580公里。為增大機載激光器的有效射程，有意讓載機穿越敵方領空，或采用載有高速攔截彈的無人機作為載機，深入敵后作戰。它的組成有：飛機平臺(波音747-400F飛機);傳感器系統(被動紅外傳感器);高能激光器裝置(氧碘化學激光器);瞄準與跟蹤系統(光束控制)。其作戰原理是，該系統利用飛機上360度視場的被動紅外傳感器探測目標，用波長 1.06微米的多光束激光照明器照射目標，用高分辨率成像器進行成像，通過主望遠鏡進行觀察以獲得良好的跟蹤數據，隨后引導信標激光和殺傷光束。信標光束比殺傷光束稍早一些發出，以便對殺傷光束所要經過的大氣路徑進行測量。殺傷光束在信標激光到達目標并返回后發出。在信標激光和自適應反射鏡繼續對畸變進行補償，激光照明器和被動紅外傳感器繼續對目標進行跟蹤的同時，向助推段彈道導彈燃料箱的瞄準點發射數秒波長1.3微米的氧碘化學激光殺傷光束，以摧毀目標。

3.2.2 機載激光器初步作戰方案

研究表明：由7架裝備激光武器的飛機組成的機群，能對單個戰區級沖突地區提供最佳的彈道導彈防御。若想滿足目前五角大樓的基本要求，即同時為兩個戰區級沖突地區提供彈道導彈防御，將需要部署14架這種飛機，而且這些飛機能在空中加油。初步作戰方案是，由7架飛機組成的作戰機群中至少應使5架飛機部署在一個軍事危急區域。這5架飛機可形成兩條反導軌道(形成24小時的作戰能力需要7架飛機)，攜帶足以進行200次發射所需燃料，載機至少能在空中待命飛行6小時且無需加油，每次任務飛行時間為12～18小時，部署由5架飛機構成的機群時，需要一架C-17運輸機和至少2架空中加油機的支援。每次射擊的持續時間為 3～5秒鐘，化學燃料費為1000美元。數百萬瓦的激光通過2米直徑的發射望遠鏡發射出去，足以攻擊遠至 600公里的目標，并能炸裂目前五角大樓所列的威脅名單上29種導彈中任何一種的壓力燃料箱。機載激光武器系統將設計成能對付從單個發射場或多個分散發射場間歇式進行的每次5～10枚導彈的齊射。

3.2.3 機載激光武器系統技術進展與目前發展重點

目前，該系統已用氧碘化學激光器進行了小規模試驗，還用中紅外先進化學激光器進行了較大型的殺傷試驗，極其詳盡地了解了金屬對于不同波長的能量的不同吸收能力，已完成了一系列地基外場實驗，模擬了機載激光器在戰區導彈防御作戰情況下預計將遇到的強烈湍流條件和傳輸環境，重復并成功地演示驗證了自適應光學補償和閉環跟蹤能力。1996年6月成功地進行了兩次主動跟蹤助推段飛行的彈道導彈的試驗，證實了主動跟蹤的可行性。1998年1月成功地完成了歷時一個月的系列風洞試驗，驗證了機載激光器關鍵部件2.64米鼻錐轉塔和激光排氣系統的設計性能。1998年6月，在TRW公司的卡皮斯特諾試驗場，對TRW公司設計的將用于 YAL-lA樣機上的幾十萬瓦級飛行重量的單個激光模塊進行了成功的首次地面出光試驗。該試驗是波音公司領導的機載激光器研制小組所進行的系列風險降低工作的最后一項工作。它的成功標志著波音公司小組已經全部實現了1996年11月進人機載激光器第二階段，即方案論證與風險降低階段時對空軍的承諾，并拉開了旨在降低機載激光器計劃的技術風險的激光性能系列試驗的序幕，以便最終優化激光器的運作條件，獲得所需的性能。目前氧碘化學激光器裝置技術的研究重點是提高效率和輕型設計，以便減輕系統重量和改進作戰適用性。研究盡可能利用塑料代替金屬，同時研究燃料的再循環工作問題。

3.3 戰術高能激光器

美國陸軍和以色列國防部正在開展的戰術高能激光器先期概念技術演示器計劃，是在鸚鵡螺戰術高能激光演示器計劃的基礎上進行的，于1998年完成演示器研制，并進行系統能力試驗與演示驗證。整個系統將是一個可運輸的武器系統，由6個拖車大小的具有模塊化部署能力的標準封裝部件組成，尚不具備機動能力。'FRW公司稱，他們正在開展一些研究，以便縮小武器系統的體積，將其安裝到一輛拖車上，最終于2003年左右將其安裝到一輛坦克車(布雷德利戰車或5噸重卡車)上，從而使機動性更好、更有效。其燃料倉中攜帶足夠的化學燃料，在充填燃料前能進行50次射擊。戰術高能激光器主要用于小區域防御，對付從其它防御層漏網的點目標。設想組建一些由4輛或6輛裝備戰術高能激光器的戰車組成的火力單元，這些火力單元能摧毀由多管火箭發射系統在幾秒鐘內齊射到一個小區域里的數枚非制導火箭彈。它們能保護靠近戰斗前線的軍事基地或城鎮;也可單獨用于對付那些用原始的發射裝置進行的單枚火箭彈，以保護城鎮或軍事基地，起到反恐怖的作用。并考慮與其它的陸軍防空武器配合使用，如戰區高空區域防御系統、愛國者和中程擴展防空系統等。還有可能將其小型化，以便安裝到機載平臺和艦船上。

波音公司正在利用其大型機載氧碘化學激光武器技術，發展V-22傾轉旋翼飛機載和直升機載戰術反導氧碘化學激光武器，用于擊落巡航導彈和掠海飛行導彈。波音公司于 1997年初開始探索該設想并在18個月內演示驗證了該武器系統，一年后已交付一個初始作戰系統。該武器系統擬采用功率為20萬瓦的氧碘化學激光器，能在目標探測后的6秒內將其摧毀，2秒后接著對付另一個目標。預計在不久的將來，該系統經過改善后能進行100次連續射擊，系統的作戰距離可達10公里。

4 應用及發展前景

在現代戰爭中，衛星的作用越來越大。為了爭奪制空權，美俄雙方在積極發展衛星技術的同時，都利用激光技術在發展反衛星武器，即利用激光武器摧毀敵方各種偵察衛星、預警衛星或使其失效。目前，它們均已具備不同程度的激光反衛星能力。在 1975年，前蘇聯就曾用陸基激光武器，頃刻之間使兩顆飛臨西伯利亞上空監視它的導彈發射情況的美國衛星變成了瞎子。作為前蘇聯的主要繼承國俄羅斯對反衛星激光武器更是十分重視。據外刊披露，最近這幾年，其進行了18次反衛星激光武器試驗，成功l次，并準備研制射程4萬公里的反衛星激光武器，用于襲擊敵方在同步軌道運行的早期預警衛星。對于當今世界惟一的超級大國——美國，也已具備了激光反衛星能力。海灣戰爭爆發前數月，它曾用激光武器MIRACL/SLBD的反衛星能力來威脅法國，以迫使其停止向伊拉克出售法國斯波特衛星在海灣地區上空拍攝的衛星圖像，并最終取得成功。而且，美國還用激光武器來攔截導彈。如在1996年的白沙導彈靶場試驗中，美國成功地用高能激光武器 (Nautilus)擊毀了兩枚俄制BM-21“喀秋莎”火箭彈。此外，也有些國家曾利用激光武器的致盲效應來使飛行員的眼睛致盲致眩，致使其喪失戰斗力。如在1982年的英阿馬島戰爭中，英國在航空母艦和各種類型的護衛艦上就安裝了激光致盲武器，用來致盲致眩來襲的阿根廷飛機的駕駛員，使阿根廷的多架飛機失控墜毀或誤入英軍火力網。

特別要指出的是，1996年，美國國防部關鍵技術領域計劃定向能武器報告中稱，美國國防部在戰略和戰術導彈防御、巡航導彈防御、反衛星。高分辨率圖像、防空、艦船防御、地面作戰和近距離支援以及飛機自衛等方面需要有改進或新的能力。目前發展和正在逐步投入部署的各種激光武器系統將能夠滿足上述能力需求，并有可能給未來的武器系統帶來模式上的深刻變化，極大地改進當前的武器能力，從而實現：以光速向目標傳遞激光能量;具有從干擾到摧毀不同程度的多種殺傷形式;實施外科手術式殺傷，附帶損傷和自殘可能性最小;從單個平臺上進行多次低成本發射;全方位交戰，不受目標運動與重力的限制;利用高分辨率光學傳感器實現成像、監視與遠距離探測的協同作用。

可以預見，激光武器的廣泛應用將會使未來戰爭發生深刻的變化，徹底改變目前的戰場環境和作戰方式，對參戰雙方造成極大的心理威懾，并有可能最終引發新一輪更加激烈的全球性軍備競賽。