激光武器如何工作

这款工业切割机使用激光来完成工作。

Dick Luria/Photodisc/盖蒂图像

最基本的是激光是一个光来源。要了解它如何成为一种武器，考虑一下它与每天周围的光源有何不同，这很有帮助。从普通白炽灯开始灯泡。灯泡向各个方向发出光波。这些波浪就像在水中的波浪一样峰和槽，或高点和低点。如果您能够看到每一个白炽灯都来自白炽灯泡，那么您会看到很多峰和槽同时通过您。也有很多频率或颜色，来自灯泡的光，它们都结合起来创建看起来像白光的东西。

现在，想想手电筒。手电筒的光束比裸露的灯泡更集中。它的大部分光都朝一个方向行驶，这取决于您指向手电筒的位置。仍然有很多光频率结合起来创造白光，而不同的光波的峰值和槽在不同的时间通过。

激光比手电筒更为集中。它仅创建一个波长或颜色的光。光波的峰和槽也是同步高峰到峰值，然后槽到槽。这意味着不同的波不会互相干扰。这种光仅在一个方向上传播。光束可以紧密聚焦，并保持在很大的距离上。激光可以产生巨大的力量（比典型的灯泡强1,000至100万倍）。从红外范围到可见的波长到紫外线范围，各种类型的激光可以产生各种波长的光。

光基本上是在移动的能量。激光产生非常强烈的能量，可以在很长的距离内传播。这就是为什么激光可以成为武器的原因，而白炽灯泡的光通常不能。

为此，激光必须以非惯例的方式产生光。“激光”代表通过刺激的辐射发射的光扩增。换句话说，激光通过刺激释放来产生光光子或光颗粒。激光需要四个基本部分来做到这一点：

激光过程是关于存储和释放能量。能源将能量注入激光介质。能量兴奋电子，上升到更高的能级。当电子放松时，它们会发出光子。光子在镜子之间来回移动，令人兴奋的其他电子。这会产生强大的专注光。

接下来，我们将开始看一些用于军队的激光器。

免费电子激光器的插图。一束电子束通过一个波动器发送 - 一组带有交替的北极和南极的磁铁。波动器中的磁场迫使每个电子束来回振荡，从而散发出激光光束。

图片由Flavio Robles/创意服务办公室提供劳伦斯·伯克利国家实验室

有许多不同类型的激光：

目前有几种激光用于军事用途。正在研究和开发的是免费电子激光器（FEL）。在1970年代，斯坦福物理学家约翰·马德尼（John Madey解散器或者威格勒。它是这样的工作：

Fels已用于生产用于研究目的的高能红外光线和同步X射线。FEL还是国防部战略国防倡议（里根总统的“星球大战”计划）的兴趣激光。最近，美国海军研究生学院收购了Madey的原始FEL在斯坦福大学开发，用于军事研究。

1977年，美国空军开发了化学氧 - 碘激光（线圈）。线圈的能源是化学反应，而激光培养基是分子碘。这是其工作原理：原子，热和副产品，包括水蒸气和氯化钾。

线圈激光器在船上使用空军空降激光器，接下来我们将讨论。

空军的机载激光器是配备化学激光器的飞机。它旨在在早期飞行中击落导弹。

照片礼貌Kirtland AFB/ 美国空军

在海湾战争中，萨达姆·侯赛因（Saddam Hussein）的部队向以色列和中东的美国基地发射了Scud导弹。这爱国者导弹部署国防系统以保护美国利益。爱国者的导弹可以在其向下的道路上摧毁传入的导弹，但是如果您可以提早捕获并在其期间摧毁该导弹，该怎么办提升阶段（其起源附近的向上路径）？那就是美国空军'机载激光（ABL）旨在做 - 它是由波音，诺斯鲁普·格鲁曼（Northrup Grumman）和洛克希德·马丁（Lockheed Martin）承包商开发的。

ABL安装在改装的波音747巨型喷气机中。它由四个激光，高级自适应光学器件，传感器和计算机，以找到，跟踪和破坏导弹。它是这样的工作：

所有操作均由计算机协调。

空军目前正在测试ABL，并说其范围为数百公里。当ABL完全运行时，ABL将需要六名船员，并且他们会戴特殊的安全护目镜，以保护眼睛免受空气中的水滴的可能反射。

像ABL开发的高能激光器正在设计和开发供陆地和海上使用。这些激光器将是卡车或船上的，能够击落传入的导弹，炮弹和可能的敌机。

主动拒绝系统将毫米无线电频率定向到目标，并引起强烈的燃烧感觉。

照片礼貌美国部门 国防

现在我们知道高能激光被用来击落导弹，但是它们也有非致命的用途吗？是的。实际上，已经对这样的系统进行了测试，并将很快运行。这就是所谓的主动拒绝系统（广告）。广告不是激光器，而是卡车安装的高能射频发生器和定向天线。内部的发电机创建了95 GHz毫米波。（毫米波的波长为1至10毫米，频率为30至300 GHz。）方向天线聚焦为毫米波，并允许操作员指向梁。毫米光束穿透任何人的皮肤，通向1/64英寸的深度，大约是三张纸的厚度。像一个微波炉，梁的能量加热水皮肤组织中的分子并引起强烈的燃烧感觉。光束不会永久受伤，因为它不会穿透很远，当一个人从光束中移出时，感觉就消失了（请参阅军事疼痛光束将如何工作）。

假设您可以暂时昏迷或分散对手的注意力。这空军已经开发了一种可以做到这一点的设备 -人事停止和刺激反应（phasr）。PHASR结合了两个低功率二极管激光器，一个可见和一个红外线。它大约是步枪的大小，可以由一个人发射。激光光暂时分散注意力或使目标人眼花azz乱，而不会使他失明。

国防部还正在开发其他光学干扰器设备，这些设备可能会暂时损害目标的愿景。

您不必成为科幻迷，就可以想知道市场上是否有个人激光武器。也许像您在科幻小说中看到的东西一样？普通人可以购买或建造一个吗？一家名为“信息无限的公司”的公司广告激光射线枪。在签署了危险的设备宣誓书并购买计划后，您可以购买硬件并组装自己的激光枪。

人员停止和刺激反应（PHASR）是一种步枪大小的激光武器系统，使用两种非致死激光波长来阻止对手。

照片由Kirtland AFB/美国空军

信息无限的激光射线枪是一种固态激光器，它使用闪光灯作为能量底漆和新玻璃棒作为激光介质。它的工作原理与红宝石激光器在激光器的工作方式中所描述的一样。它需要12伏的直流电源，该电源来自AA电池。它在短3焦耳脉冲中发出1.06微米波长的红外光，总计500焦耳的能量。光束聚焦为准直镜头，这使光束拉直并使它们平行。它被归类为危险的IV类激光，该公司声称它能够在大多数材料中燃烧孔（红外激光可以做这些事情）。因此，您可能不想为9岁的生日捡起一个。

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