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美国开发圣剑激光器年内达到100千瓦

发布时间:2019-08-15 17:13:23

  近期,美国国防先进研究项目局(DARPA)的 圣剑 项目成功开发了一型21单元的光阵列(OPA),可在7公里的距离上打击目标,比现有提高了4公里多。

  高能可执行多种军事任务,特别是作为武器或用于高速通信。然而,激光系统的尺寸、重量和电力需求(SWaP)限制了其在军事平台上的应用。即使激光系统的SWaP问题得以解决,大气的扰动也将使在目标上的光斑变大,影响其功率密度,进一步限制了远距离上激光对目标的效率。

  本次成功的试验提供了大量OPA的数据,证明其性能可超过采用传统光学方法的激光器。 DARPA项目经理曼加诺称, 同时,该试验也证明该技术可放大至更大的功率,且性能稳定。DARPA计划在未来 年内测试更高功率的样机,最终输出功率将达100千瓦级水平。

  除了可以放大, 圣剑 样机同样验证了其近乎完美的大气湍流修正能力,其性能远高于传统光学激光器。虽然短距离内大气扰动不会产生较大影响,但大气密度的变化将使光束发散,并影响其均匀性、产生弥散、导致光斑跳动,进而降低光束作用在目标上的能量。近期 圣剑 样机的验证采用了超快速优化算法,有效 冻结 了大气扰动,之后在亚毫秒时间量级上对静态光学大气相差进行修正,将激光传输效率最大化。这些实验验证了OPA可主动修正严重的大气失真。本次试验距离地面数十米高,此处的大气效应将对未来海军、海军陆战队和陆军应用产生重大影响。此外,这些实验证明OPA可能对机载激光器的边界层扰动修正产生重大影响。

  实验的成功有助于 圣剑 激光系统提高至100千瓦功率水平,并采用超低SWaP配置与现有平台兼容。对 圣剑 光纤光学激光阵列的继续研发和测试,有望于出现比现有激光武器轻10倍且更为紧凑的激光武器系统。未来的测试将集中在更严酷的环境和更高的功率下进行。这些技术有望改进激光武器的可靠性和作战性能,可用于诸如飞机自防御系统和弹道导弹防御。

  阵列功率效率超过 5%,并且拥有近乎完美的光束质量,这些系统可达到超低的SWaP需求,扩大了搭载平台的范围。 曼加诺称, 除了激光武器,该技术也可用于低功率激光器,如激光通信和目标搜索、识别。

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