激光武器未来发展(3)

发布时间:2021-06-07

这样的战争甚至可以用“优雅”这两个字来形容。没有弥漫的硝烟,没有震耳欲聋的爆炸,这一切都将被一束束悄无声息的激光所取代。

近成功了。他向我展示了几十片5厘米见方、2.5厘米厚的钢板和铝板,每一片上面都布满了烧灼的痕迹和熔化后留下的孔洞。一片编号为“6-6-05”的钢板几乎已经完全熔化了,熔化的金属在钢板的底部形成了泪珠一样的痕迹。“你相信这一切是真的吗?”他带着孩子气的笑容高声问我,看上去一点不像一个50多岁的人。“就像被一道闪电击中了一样,钢板在瞬间就熔化了。这真是令人感到不可思议!”通过改进增益介质和提高脉冲频率,这位利弗莫尔国家实验室的科学家在去年3月将激光的功率提高到了45千瓦—几乎比3年前提高了3倍。我到达劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的那一天,这里正处于一片紧张的气氛之中。每片陶瓷增益介质都被一组由2880个发光二极管组成的阵列环绕着,看上去就像是个钟控收音机。当这些发光二极管发出闪光时,会激发陶瓷增益介质中的钕原子,开始产生激光的连锁反应。但是,发光二极管的数量越多,温度的不均匀也就越严重,这将导致最终产生的激光质量下降。这是一个严重的问题,因为五角大楼要的是完美、连续的激光脉冲,最好能像是一束连续的激光一样。一个军方的小组在下个周四要来这里进行检查,检查的结果将直接影响Yamamoto的小组能否获得他们开展下一个项目的资金资助—开发100千瓦的、武器级的激光器。所以,Yamamoto的小组正在对备用光学系统—一组带有200多个激励器的棱镜,可以对激光的缺陷进行补偿—进行最后的检查。在我们的交谈结束的时候,他很有礼貌地对我表示歉意说:“实在是对不起,我们现在正处于枪口之下。”

一波三折当我于几天后遇到George Neil时,他倒并不是那么匆忙。这位清瘦的58岁长跑运动员(不久前他刚刚参加了在加拿大落基山脉举行的、全长125千米的马拉松比赛,这项赛事一向有“死亡竞赛”的美称)已经在自由电子激光器行业投入了超过1/4个世纪的时间。至少还要数年的时间,他的自由电子激光器的功率才能达到Yamamoto的固体激光器目前的水平,所以他有足够的时间,领着我在位于弗吉尼亚州纽波特纽斯市的托马斯·杰斐逊国家加速器实验室中转转。他打开了两扇磁力门,里面杂乱无章地堆满了72米长的铜管、钢管和橡胶管。所有这些管子都是为了同一个目的制造的:生成强大的电子脉冲,并将其加速到0.99999倍光速。在经过精确调节的微波场中,管道中的电子脉冲会吸收能量并加速,随后进入摆动器。在那里,电子在29个磁体的作用下上下运动,释放出光子,开始产生激光的连锁反应。Neil的摆动器的作用就相当于Yamamoto的固体激光器中的陶瓷增益介质和化学激光器中有毒的化学物质。他下一步的改进方向是提高电子束的能量和质量。美国军方对自由电子激光器发出的激光波长可调这一优点很感兴趣。绝大多数波长的激光在穿过大气后强度会降低,一场小雨也会使激光的威力减弱,但是自由电子激光器则可以根据天气情况选择合适的激光波长,从而尽量避免能量的损失。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的主任助理Doug Beason认为他们的固体激光器已经夺得了激光器竞赛中的奖杯,但是别人就不能再将其夺走吗?在“星球大战”计划之后,超级长跑家Neil调整了自己的时间和步伐,耐心等待着自由电子激光技术的发展。他用了5年的时间为托马斯·杰斐逊国家加速器实验室建造了一台巨大的粒子加速器,实验室的主任承诺在那之后他可以重新开始自由电子激光器的研究。终于,在1995年,Neil和他的小组研制出了一台能产生1千瓦激光的自由电子激光器—不是像上世纪80年代人们期望的那种超级激光器。1999年,他们的自由电子激光的能量超过了“星球大战”时期各种激光器的记录。2003年,新的自由电子激光器发出的激光能量达到了10千瓦,创造了新的记录。“我始终相信这一天会到来,”Neil带着得意的微笑说,“只要我们向一个合理的目标前进。”现在,Neil的自由电子激光器又重新吸引了美国军方的注意,五角大楼每年为他提供1400万美元的资金,用于自由电子激光器的研究。美国海军希望能在下一代的驱逐舰上安装自由电子激光武器。现在的军舰上缺乏能拦截导弹和“基地”组织在2000年用于袭击“卡尔·文森号”航母的那种小艇的精确武器。激光武器是个理想的选择,但是在充满水蒸气的大海上,只有自由电子激光器才能完成这项任务。去年12月,Neil等到了一个巨大的好消息,美国海军为其提供了一份为期8年、总金额1.8亿美元的研究项目。“有很多困难的问题需要解决,”Neil说,“但是,我们终于起步了。”在兴奋的同时,Neil也感到有些不安,因为这份合同是在同他的老朋友、老同事Bob Yamamoto竞争之后得到的。他的成功就意味着Yamamoto的失败—原本计划用于Yamamoto小组开发武器级固体激光器的资金转而投向了诺思罗普·格鲁门公司的一个研究小组。格鲁门公司研究小组与Yamamoto小组的固体激光器设计并没有很大不同,只是用几块较小的晶体取代了Yamamoto的固体激光器中较大的透明陶瓷。每块晶体上汇聚的能量都较小,因此产生的

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