6 中继反射镜

增加ABL作用距离的一种办法是空间中继反射镜，目前已经在新墨西哥州Kiltland 空军基地的空军实验室定向能部进行试验。这是一种机载系统，装在高中飞行平台上，由两种稳定的可独立调节的光学系统组合，两个系统用光学链路连接。一个透镜系统指向激光器，另一个系统对向目标，将激光能量中转到目标。

中继反射镜能观察和击中低于激光器平台水平线的目标。它将激光通道升高到大气层之上；在目标接近地平线的大多数情况下，中继反射镜能使激光作用距离增加一倍以上。这种中继反射镜组件比激光系统本身尺寸小一个数量级并且更便宜，因此，一套ABL系统可配多套中继器工作，能覆盖很大的空间。它不消耗燃料，所以可在空中驻留更长时间。计划中的中继平台是洛克希德・马丁公司的高空飞艇，预计于2009年升空。

目前，一套中继反射镜硬件已在Kirtland空军基地的固定光学检验台上完成了检验。今年下半年，一套中继镜组件将悬挂在基地的起重机臂下进行飞艇载系统的动态环境模拟试验，以及低功率激光束中继试验。试验后期将改变系统的光学膜层和自适应内光学链路，并用高能激光进行试验。(Schafer公司正在为该项目研制轻质硅和碳化硅反射镜)。工程技术人员还设想很小的激光器可以装在绳系浮空器上执行次战略防御任务，或装在捕食者B级无人机上。美国空军的另一项机载COIL项目是ATL(高级战术激光器)，04∼07财年预算达两亿美元。波音公司正在美国空军特别是在该军种的特种作战司令部的资助下紧张研制，ATL定于2007年中期装在NC-130H平台上进行高功率飞行试验。

ATL的功率等级比ABL低得多，只有几十千瓦而非几兆瓦，可使目标失效而非摧毁目标，验证激光能达到特定的超精确效果。为ATL设定的标准任务是在10000英尺距离上拦阻一架飞行的空中飞行器和使通信节点失效。

拦阻一架空中飞行器不一定意味着要摧毁它或杀死它的驾驶员。例如，如果激光能穿透其发动机外壳，就会使发动机室的温度升高，破坏其正常工作。激光还可穿透油箱并使其起火。对于通信目标，电缆和天线可能是其薄弱点。

ATL高技术演示(ATCD)硬件于2005年开始交付，C-130运输机平台于今年1月交付于波音公司。主承包商是波音公司(起初由原Rocketdyne分公司承担)，L-3Brashear公司生产腹下可伸缩光束指向器。与ABL不同，ATL不向空气中排放有毒气体：排泄物经管道进入含活性碳的容器中被吸收和中和。

虽然ATL比ABL的技术风险小，但很有可能被其它激光武器研制项目超越，主要是更大功率的固体激光武器。利用固体透明材料作激光媒质的固体激光器是极具吸引力的，空军研究实验室的Hamil博士指出：其“弹药仓”可以象飞机油箱(能在飞行中补充加油)一样大，不需要处理稀有燃料，也没有任何化学排泄物。其缺陷是直到目前还没有大于照明的功率。功率一高，“热透镜效应”―由于热产生的光学质量改变一Hamil博士称“很可怕”，使其难以产生高质量的光束。其它激光武器研发项目

这方面主要的项目是陆军、空军和海军共同资助的联合大功率固体激光器(]HPSSL)。去年，诺斯罗普・格鲁曼公司为首的行业开发团队演示了一台27kW的固体激光器，总运行时间350秒，光束质量满足标准，完成了JHPSSL的第二阶段工作。2005年的12月份，该开发团队签署了第三阶段36个月的研发合同，合同额为5700万美元，目标是100kW系统的演示。诺・格公司商务研发部的定向能项目主管Dan Wildt说，“这样的功率级一般认为足以射击大气层以外几英里远

的物体，距离决取于目标的硬度、高度和其它变量。”

JHPSSL采用的是掺钕的钇铝石榴石(Nd:YAG)晶体材料，由多个12.5kW的模件组接而成。据诺・格公司说，将八个模件组接在一起没有什么大的技术困难，而且这种组接排列结构还能保证光束的质量。功率和致冷才是主要挑战。

诺斯罗普・格鲁曼公司和美国国防部的战术激光作战要求(Talon)项目将一台100kW的激光器与一台柴油电气混合车相结合。油电混合车是激光器适合的平台，因为它储有比标准车辆更多的电能和更大的发电能力。设计作为一种机动

反RAM(火箭、火炮和迫击炮)系统，Talon大概要在2010年前进行演示和野外试验。这种设计的初期型号已在国防科学局2001年的报告中作过讨论，将能在2000米的距离上每个“弹匣”拦击10个目标――足以在驻扎区周围建立一个防止侵入区。该系统在弹匣间有120秒的重装时间，每次填装三个弹匣，重新装填将花30分钟时间。

据诺・格公司的定向能主管Wildt说，空军感兴趣的是两种机载应用。一是轰炸机的自防御―保护大型飞机免受面对空和空对空导弹的攻击。其次是一种型号的联合攻击，采用F-35B的升力风扇舱和驱动系统适应安装超精确打击用的激光武器。Wildt说，“目的是要除去目标，但不能伤及目标所在的建筑物”。一个类似的系统就是正在考虑中的联合空中无人作战系统(J-UCAS)。

激光还可能是近距离舰船防御的一种有效系逼近威胁、喷气摩托艇上的恐怖分子和群集攻击，在这种情况下，激光武器的一个有用特性是功率可变―个不断靠近的可能目标可用激光武器的眩晕能量对付。

据Wildt观点，防御巡航导弹“大概只用很小的功率，在作更多的估计前我们还是想达到100kW的功率”。然而他补充说，激光武器还可与常规武器共同使用：巡航导弹采用机动的方法能战胜导弹拦截，但在机动中就对激光暴露出它薄弱的两侧，对弹体增加载荷，使其难逃覆灭。Nd:YAG不是固体激光器的唯一途径。美国空军研究实验室(AFRL)正在考察光纤激光器。该领域的首领是IPG光子学公司，据Hamil说，该公司宣称单根光纤能产生2-4KW的功率。困难是对大量结合在一起的光纤定向产生单一高质量的光束。这种激光器的优点是比Nd:YAG晶体的面容比高，容易冷却。挠性光纤也易于组装。AFRL正在完成光纤激光器试验台，很快将就绪，用于评价聚束和定相多个光纤激光器的多种不同方法。Hamil评述说：“我们确信光纤激光器将超过固体激光器，但目前不能有任何许诺”。

另一种小型高能激光器的途径是高能液体激光面防御系统(HELLADS)，国防高级研究计划署出资，通用原子学公司的光子学分公司研制，采用电激励的液体激光媒质。该公司有专利涉及在流体中加入含固体激光材料粒子的悬混液，流体具有均匀的折射率，悬混液在冷却系统的内循环，散去多余的热。

国防高级研究计划署的目标是飞行验证一套150kW的激光系统，重量低于750kQ(每kW5kg)，采用30cm直径的光束指向器，整个系统有可能装到战斗机或空中无人机上或装在外装吊舱中。近期目标是演示并试验一台15kW的非标激光器，在2005年开始设计一套150kW的正常飞行重量系统，以洛克希德・马丁公司作为通用原子学公司的次总成承包商。定于2007年进行地面试验，还要将HELLADS系统装上飞机进行飞行试验。

同时美国海军研究办公室(ONR)也正在推动一项巡航导弹防御技术研究。这方面的主要项目是自由电子激光器(FEL)，用一台超导加速器与一排称为“摆动器”的磁体结合激励电子发光。ONR正与能源部的Jefferson实验室合作试验高能FEL技术。Jeffrson实验室在2004年自由电子激光器的功率曾达10KW，据报道2005年7月增加到25kW，海军将继续资助该研究以获得更大的功率输出。

自由电子激光器技术早在上世纪80年代就在战略防御初步计划下开始研究。美国国防科技部在2001年就指出，它之所以受到重视是理论上可用加大平均电流的方法增加功率，自由电子激光器的功率有可能增加到数兆瓦。这种技术有可能成为未来海军舰船的最佳配置，CVN-21航母在将来会增加电子推进系统(DD(X)涡轮―电力系统)的功率或为电磁弹射器和阻拦系统提供动力。船只通常被冷却水包围，对于陆地机动或机载平台说来FEL的限制因素――固有的大体积装置(有长的电子通道)对海上舰船就不算什么了。然而海军仍在犹豫，是支持轨道炮和大功率微波(HPM)研究，还是支持这种激光武器的开发?

激光器早在100多年前和世界大战后8年人们就知道了，直到现有却只是远离实际武器系统的成功演示，而这些早在上世纪70年代就做了。国防高级研究计划署的官员说“我们现在需要的是将激光器提高到惊人的高能级的新激光技术。这将是我们实现实际武器系统的唯一途径。”

(摘编自 E-O FRONTIER)