自由電子激光器將可能成為艦船防御有效武器 (2006-01-04)
發布時間:2007-12-04
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來源:中電網絡
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美國《導彈防御內情》2005年11月23日報道 美海軍研究實驗室(ONR)定向能項目負責人Quentin Saulter稱,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彈的武器。
如果保持現在的投資水平,這項技術的發展速度將超過它自從1996年開始在ONR領導的計劃中的速度,并且最終將安裝在例如DD(X)等下一代驅逐艦以及CVN-21等級的航空母艦上。
該激光器最近被放置在能源部托馬斯國家加速器實驗設施中,它由ONR定向能計劃負責提供資金,但是研究成果同樣可供陸軍、空軍、工業界以及研究學術界使用。該計劃從概念定義以來已經得到了大約5000萬的經費,還希望在2006財年中從海軍得到1000萬美元以及從HELJTO得到400萬美元的經費自持。
該激光器的靈活性和波長范圍一直是這些不同的合作者對這項技術感興趣的主要原因,Saulter 稱,"我們正在開拓一個全新的領域。"計劃官員稱,與大多數激光器不同,FEL能夠被調諧成不同的波長,因為它的電子并不是固定在特定的能級上。它發射電子到電磁場中,導致他們發射激光。這個過程產生了紅外光脈沖,它們聚集在一起形成了自由電子激光光束。
"FEL提供的強光束,能夠被調諧到一個特定的波長,并且比從常規激光器得到的光束功率更高,"2004年7月30日的一次計劃報告這樣描述。"常規激光器被限制在一個特定的波長,它由激光器中產生電子的工作物質(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。從加速器出來之后,它們被引入一個搖擺器中,這種裝置利用電磁場來搖擺電子,迫使它們以光子的形式釋放一些能量。"
FEL能被調諧到不同波長的能力使它成為艦船防御的更合理的激光器類型--無論是跟蹤導彈還是摧毀它們--因為它的光束不受大氣干擾的影響,而在海面上這種干擾非常嚴重。
"在潮濕環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年以指數增長,"海軍研究后方管理者Jay Cohen在五月的一次工業界會議上稱,"我們將在接下來的5年里達到100千瓦,這是實現殺傷所需的最低功率。我們相信在此之后的3到5年內我們將達到兆瓦級。這對于空軍和陸軍來說是一個太大的規模--這也是他們為什么正在發展固體激光器的原因。而我們正在建造電驅動的艦船,(因此我們可以完全應付)。"他繼續說。
DD(X)以及CVN-21正在被設計成比現役艦船具有更大供電能力的艦船。據該實驗室官員稱,去年夏天,FEL獲得了10千瓦的紅外激光,功率比雜貨店的掃描儀高10百萬倍,并成為世界上同類激光器中功率最高的激光器。這個記錄打破了杰弗遜實驗室2001年獲得的2.1千瓦的記錄。
激光器"24小時"工作的能力同樣使它的性能優于化學激光器。只要裝有激光器的艦船有電,該設備就能持續運轉并發射紅外光。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設施經理George Neil以及Saulter都向ITP這樣表示。
Neil稱,FEL的射程從100米到"幾千米",功率范圍可以從對付導彈到小型漁船,這個寬選擇范圍是它成為不對稱防御的理想候選者。陸軍夜視實驗室對激光能產生長波長或太赫茲頻率激光感興趣,這種激光能夠在探測臨時安裝的爆炸設備以及通過觀測地面來探測地雷等方面提供幫助。
空軍將利用這種技術來產生更短波長或紫外激光來生產用于皮衛星的材料。激光器在波長方面的靈活性意味著它可以用于非防御目的。
科學家們正在考慮利用FEL來有選擇性的殺死導致粉刺的脂肪細胞,或者通過照射尼龍織物來殺菌。此外,該激光器可能用于生產超持久耐用的材料。