自由電子激光器將可能成為艦船防御有效武器 (2006-01-04)
發(fā)布時(shí)間:2007-12-04
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來(lái)源:中電網(wǎng)絡(luò)
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美國(guó)《導(dǎo)彈防御內(nèi)情》2005年11月23日?qǐng)?bào)道 美海軍研究實(shí)驗(yàn)室(ONR)定向能項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Quentin Saulter稱(chēng),自由電子激光器(FEL)將可能到2020年部署成為艦船防御敵方導(dǎo)彈的武器。
如果保持現(xiàn)在的投資水平,這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展速度將超過(guò)它自從1996年開(kāi)始在ONR領(lǐng)導(dǎo)的計(jì)劃中的速度,并且最終將安裝在例如DD(X)等下一代驅(qū)逐艦以及CVN-21等級(jí)的航空母艦上。
該激光器最近被放置在能源部托馬斯國(guó)家加速器實(shí)驗(yàn)設(shè)施中,它由ONR定向能計(jì)劃負(fù)責(zé)提供資金,但是研究成果同樣可供陸軍、空軍、工業(yè)界以及研究學(xué)術(shù)界使用。該計(jì)劃從概念定義以來(lái)已經(jīng)得到了大約5000萬(wàn)的經(jīng)費(fèi),還希望在2006財(cái)年中從海軍得到1000萬(wàn)美元以及從HELJTO得到400萬(wàn)美元的經(jīng)費(fèi)自持。
該激光器的靈活性和波長(zhǎng)范圍一直是這些不同的合作者對(duì)這項(xiàng)技術(shù)感興趣的主要原因,Saulter 稱(chēng),"我們正在開(kāi)拓一個(gè)全新的領(lǐng)域。"計(jì)劃官員稱(chēng),與大多數(shù)激光器不同,F(xiàn)EL能夠被調(diào)諧成不同的波長(zhǎng),因?yàn)樗碾娮硬⒉皇枪潭ㄔ谔囟ǖ哪芗?jí)上。它發(fā)射電子到電磁場(chǎng)中,導(dǎo)致他們發(fā)射激光。這個(gè)過(guò)程產(chǎn)生了紅外光脈沖,它們聚集在一起形成了自由電子激光光束。
"FEL提供的強(qiáng)光束,能夠被調(diào)諧到一個(gè)特定的波長(zhǎng),并且比從常規(guī)激光器得到的光束功率更高,"2004年7月30日的一次計(jì)劃報(bào)告這樣描述。"常規(guī)激光器被限制在一個(gè)特定的波長(zhǎng),它由激光器中產(chǎn)生電子的工作物質(zhì)(如氣體或晶體)決定。在FEL中,電子是由原子剝裂而得,然后被線性加速器加速而獲得高能量。從加速器出來(lái)之后,它們被引入一個(gè)搖擺器中,這種裝置利用電磁場(chǎng)來(lái)?yè)u擺電子,迫使它們以光子的形式釋放一些能量。"
FEL能被調(diào)諧到不同波長(zhǎng)的能力使它成為艦船防御的更合理的激光器類(lèi)型--無(wú)論是跟蹤導(dǎo)彈還是摧毀它們--因?yàn)樗墓馐皇艽髿飧蓴_的影響,而在海面上這種干擾非常嚴(yán)重。
"在潮濕環(huán)境下和海平面上最適合海軍的自由電子激光器的功率輸出水平每3年以指數(shù)增長(zhǎng),"海軍研究后方管理者Jay Cohen在五月的一次工業(yè)界會(huì)議上稱(chēng),"我們將在接下來(lái)的5年里達(dá)到100千瓦,這是實(shí)現(xiàn)殺傷所需的最低功率。我們相信在此之后的3到5年內(nèi)我們將達(dá)到兆瓦級(jí)。這對(duì)于空軍和陸軍來(lái)說(shuō)是一個(gè)太大的規(guī)模--這也是他們?yōu)槭裁凑诎l(fā)展固體激光器的原因。而我們正在建造電驅(qū)動(dòng)的艦船,(因此我們可以完全應(yīng)付)。"他繼續(xù)說(shuō)。
DD(X)以及CVN-21正在被設(shè)計(jì)成比現(xiàn)役艦船具有更大供電能力的艦船。據(jù)該實(shí)驗(yàn)室官員稱(chēng),去年夏天,F(xiàn)EL獲得了10千瓦的紅外激光,功率比雜貨店的掃描儀高10百萬(wàn)倍,并成為世界上同類(lèi)激光器中功率最高的激光器。這個(gè)記錄打破了杰弗遜實(shí)驗(yàn)室2001年獲得的2.1千瓦的記錄。
激光器"24小時(shí)"工作的能力同樣使它的性能優(yōu)于化學(xué)激光器。只要裝有激光器的艦船有電,該設(shè)備就能持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并發(fā)射紅外光。該武器的高精度以及功率使FEL 尤其適用于海軍的需求,自由電子激光器試驗(yàn)設(shè)施經(jīng)理George Neil以及Saulter都向ITP這樣表示。
Neil稱(chēng),F(xiàn)EL的射程從100米到"幾千米",功率范圍可以從對(duì)付導(dǎo)彈到小型漁船,這個(gè)寬選擇范圍是它成為不對(duì)稱(chēng)防御的理想候選者。陸軍夜視實(shí)驗(yàn)室對(duì)激光能產(chǎn)生長(zhǎng)波長(zhǎng)或太赫茲頻率激光感興趣,這種激光能夠在探測(cè)臨時(shí)安裝的爆炸設(shè)備以及通過(guò)觀測(cè)地面來(lái)探測(cè)地雷等方面提供幫助。
空軍將利用這種技術(shù)來(lái)產(chǎn)生更短波長(zhǎng)或紫外激光來(lái)生產(chǎn)用于皮衛(wèi)星的材料。激光器在波長(zhǎng)方面的靈活性意味著它可以用于非防御目的。
科學(xué)家們正在考慮利用FEL來(lái)有選擇性的殺死導(dǎo)致粉刺的脂肪細(xì)胞,或者通過(guò)照射尼龍織物來(lái)殺菌。此外,該激光器可能用于生產(chǎn)超持久耐用的材料。