图片来源：美国空军研究实验室

　　未来顶尖的战斗机可能在空中使用高能激光器来轰炸敌军导弹。这在几年内就可能实现。美国空军研究实验室(Air Force Research Laboratory，简称AFRL)已经和洛克希德·马丁空间系统公司(Lockheed Martin，一家美国航空航天公司)签署了一份价值2630万美元的合同，该公司将负责设计、开发、建造一个高能激光武器，并在2021年前在战术战斗机上进行测试。这其中最关键的技术是一个进阶版的多千瓦级光纤激光器，就像美国海军之前在“庞塞号”(USS Ponce)上测试的那个一样。

　　光纤激光器是电激励式激光武器发展过程中的黑马，其功率最高可达100千瓦，这在诺斯洛普·格鲁门公司(Northrop-Grumman)于2009年展示的一个实验室光纤激光器上实现。多千瓦级光纤激光器已经应用在工业加工中，但是传统观点认为，光纤激光器的输出有限，因为光能量被集中在光纤细小的纤芯中。尽管这个激光器的光电转换效率已经达到最大，并且输出光束质量较高，但这也导致功率密度过高，单光纤在不自毁的前提下最多发射10千瓦光束。

　　在那时，把多个光纤激光器发出的光束合并在一起是不切实际的，如果这样做，会牺牲光束质量。而想要把能量聚焦在远距离目标，需要较好的光束质量。改变这样状况的是高能版本波分复用(wavelength-division multiplexing，简称WDM)技术的发展，这种技术使用在高容量光纤通信中。在能量较低时，WDM可以把100个不同激光器输出的光束，融合进一个纤芯中而不发生干涉，其中每一个激光器都工作在他们自己的狭窄光谱内。洛克希德马丁公司称这种技术为“频谱组束”技术，并将这种技术扩展到高能光纤激光器中，该技术从一个30千瓦的系统开始，组合100个激光器的光束，只消耗其它电激励式激光器一半的能量。今年，洛克希德马丁公司向陆军递交了一个60千瓦的版本，用于在军用拖车上进行测试。

　　洛克希德马丁公司与AFRL的合约是SHiELD项目(Self-protect High Energy Laser Demonstrator的缩写)的一部分。该项目旨在测试战斗机使用激光来抵御空中或地面发射的导弹的能力。与此独立的是，诺斯洛普·格鲁门公司正在建造一个光束控制系统以实现向目标开火，波音公司正在努力把激光器整合到一个飞行器外部吊舱中，实现携带激光器飞行、供能、冷却并把其动作与飞行器系统结合起来等功能。

　　与此同时，AFRL和DARPA(美国国防部高级研究计划局)也在联合计划机载实验，他们使用一个非光纤激光系统作为竞争。这个紧凑、轻巧的电驱动激光器，称为“高能液态激光区域防御系统”(简称HELLADS)，由通用原子公司研发。

　　长期以来，成本一直是激光武器面临的问题，但是光纤激光器应该是负担得起的，因为它利用了光纤通信和工业用激光的庞大技术基础，Rob Afzal说到。他是洛克希德马丁公司激光武器系统的高级研究员。“考虑到吊舱的空间和重心位置等问题，我们要控制好激光器的重量”，Afzal说。但是他补充道：“把设备放进一个密封的、紧凑的空间中才是最大的挑战，”其它挑战还包括使激光器足够坚固，从而能承受住在战术飞行器中会遇到的振动、温度变化以及重力变化。

　　本文观点仅代表作者，不代表《科学美国人》。

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