圖片來源:美國空軍研究實驗室
光纖激光器是電激勵式激光武器發(fā)展過程中的黑馬,其功率最高可達100千瓦,這在諾斯洛普·格魯門公司(Northrop-Grumman)于2009年展示的一個實驗室光纖激光器上實現(xiàn)。多千瓦級光纖激光器已經(jīng)應(yīng)用在工業(yè)加工中,但是傳統(tǒng)觀點認(rèn)為,光纖激光器的輸出有限,因為光能量被集中在光纖細(xì)小的纖芯中。盡管這個激光器的光電轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)達到最大,并且輸出光束質(zhì)量較高,但這也導(dǎo)致功率密度過高,單光纖在不自毀的前提下最多發(fā)射10千瓦光束。
在那時,把多個光纖激光器發(fā)出的光束合并在一起是不切實際的,如果這樣做,會犧牲光束質(zhì)量。而想要把能量聚焦在遠距離目標(biāo),需要較好的光束質(zhì)量。改變這樣狀況的是高能版本波分復(fù)用(wavelength-division multiplexing,簡稱WDM)技術(shù)的發(fā)展,這種技術(shù)使用在高容量光纖通信中。在能量較低時,WDM可以把100個不同激光器輸出的光束,融合進一個纖芯中而不發(fā)生干涉,其中每一個激光器都工作在他們自己的狹窄光譜內(nèi)。洛克希德馬丁公司稱這種技術(shù)為“頻譜組束”技術(shù),并將這種技術(shù)擴展到高能光纖激光器中,該技術(shù)從一個30千瓦的系統(tǒng)開始,組合100個激光器的光束,只消耗其它電激勵式激光器一半的能量。今年,洛克希德馬丁公司向陸軍遞交了一個60千瓦的版本,用于在軍用拖車上進行測試。
洛克希德馬丁公司與AFRL的合約是SHiELD項目(Self-protect High Energy Laser Demonstrator的縮寫)的一部分。該項目旨在測試戰(zhàn)斗機使用激光來抵御空中或地面發(fā)射的導(dǎo)彈的能力。與此獨立的是,諾斯洛普·格魯門公司正在建造一個光束控制系統(tǒng)以實現(xiàn)向目標(biāo)開火,波音公司正在努力把激光器整合到一個飛行器外部吊艙中,實現(xiàn)攜帶激光器飛行、供能、冷卻并把其動作與飛行器系統(tǒng)結(jié)合起來等功能。
與此同時,AFRL和DARPA(美國國防部高級研究計劃局)也在聯(lián)合計劃機載實驗,他們使用一個非光纖激光系統(tǒng)作為競爭。這個緊湊、輕巧的電驅(qū)動激光器,稱為“高能液態(tài)激光區(qū)域防御系統(tǒng)”(簡稱HELLADS),由通用原子公司研發(fā)。
長期以來,成本一直是激光武器面臨的問題,但是光纖激光器應(yīng)該是負(fù)擔(dān)得起的,因為它利用了光纖通信和工業(yè)用激光的龐大技術(shù)基礎(chǔ),Rob Afzal說到。他是洛克希德馬丁公司激光武器系統(tǒng)的高級研究員。“考慮到吊艙的空間和重心位置等問題,我們要控制好激光器的重量”,Afzal說。但是他補充道:“把設(shè)備放進一個密封的、緊湊的空間中才是最大的挑戰(zhàn),”其它挑戰(zhàn)還包括使激光器足夠堅固,從而能承受住在戰(zhàn)術(shù)飛行器中會遇到的振動、溫度變化以及重力變化。
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