激光武器未来发展(2)

这样的战争甚至可以用“优雅”这两个字来形容。没有弥漫的硝烟,没有震耳欲聋的爆炸,这一切都将被一束束悄无声息的激光所取代。

术—自由电子激光器和固体激光器—最近又被重新提出，在美国军方的支持下，提出这两种技术的实验室现在又满怀信心地开始了工作。

曲折之路所有激光器的工作原理都大同小异：让某种类型的原子处于激发态，这些原子就会释放出光子。释放出的光子被反射回被激发的原子中，导致更多的光子被释放出来。但是与灯泡发出的散射的光不同，这些光子具有极佳的方向性，反射回的光子与两次激发出的光子的路线完全相同。此外，与由光谱中几乎所有波长的可见光合成的普通光线不同，激光的波长是单一的(具体的波长取决于产生激光的增益介质，即原子的类型)。只要将足够能量的激光照射到物体上，物体表面就会产生高温直至燃烧。第一次激光试验是上世纪60年代进行的，当时采用的增益介质是红宝石晶体。但是这种最早期的固体激光器产生的激光只有几百瓦的功率—这种激光对于眼外科手术来说倒是正合适。而要摧毁一枚导弹，激光的功率必须达到几千千瓦，这也是科研人员放弃了早期的固体激光器、转向笨重的化学激光器的原因，可最终等待他们的依然是失败。然而，还有另外一种产生激光的方法，采用这种方法的激光器不需要大量有毒的化学物质，不需要晶体，甚至不需要增益介质，这就是自由电子激光器(FEL)。这种激光器利用超高能量的电子束来激发反应。这种类型的激光器是“星球大战”计划和美国国家导弹防御系统的核心，也是科学家George Neil和Bob Yamamoto合力为导弹防御系统合同承包商TRW公司开发的最神秘的武器。很多人都对激光武器丧失了信心，认为那只不过是一个看上去很美的幻境。但是，TRW公司自由电子激光器项目的首席科学家Neil和工程师Yamamoto都不这么认为。他们都是激光武器坚定的支持者和虔诚的信徒，他们认为只要经过足够的研究，用自由电子激光器击落巡航导弹并不是什么幻想。而且退一万步讲，即使最终无法击落巡航导弹，相关的研究也会极大地促进原子物理学、光学和超导技术的发展。

但是在经过10年的研究、耗费了5亿美元的资金后，TRW公司实验室里面的自由电子激光器

仅仅产生了功率为11瓦的激光—差不多相当于一个灯泡的1/10。又经过了几年几乎毫无进展的研究之后，五角大楼终于失去了耐心，并于1989年中止了合同。“星球大战”计划作为一个笑话被扔进了垃圾桶。Neil对此感到十分愤怒。他认为，是军方过高的期待和不切实际的计划葬送了他的激光武器。在此后几年进行的一些科学会议上，Neil不断鼓吹重新启动自由电子激光器的研究。“人们都认为我一定是疯了，他们觉得这种激光器根本不可能实现。”他说，“而且从当时的情形来看，他们这么想是有道理的。”在“星球大战”计划惨败之后，BobYamamoto有15年的时间没有接触任何军用项目。他转而为TRW公司自由电子激光武器的合作伙伴之一、劳伦斯·利弗莫尔国家实验室工作，负责建造供高能武器试验用的磁场。劳伦斯·利弗莫尔国家实验室位于加利福尼亚州伯克利附近，那里正是Yamamoto成长和上大学的地方。在这里他找到了新的乐趣—改装汽车并与他童年时的玩伴进行赛车。无论是在实验室还是车库，Yamamoto都获得了善于攻坚的名声。由于这个名声和之前在激光领域的工作经验，他于2003年开始主持一个由美国军方资助的、总金额为5000万美元的固体激光项目。由于相关技术的进步，固体激光这种曾一度被认为是不可行的技术又让人们重新看到了希望。Yamamoto认为，固体激光技术和他之前参与研究的自由电子激光技术一样完美而迷人。“人们在定向能量武器上已经花了几十年的时间，”他说，“我希望自己是第一个将其变成现实的人。”

枪口之下Yamamoto的固体激光器的核心部件是一系列面积约6平方厘米的透明薄片，这些略带紫色的透明薄片正是那种我们期望能让军舰和飞机上的火炮射出激光的东西。这些薄片是加入了钕元素(在受到激发时，钕原子就会释放出光子，并最终形成激光)的陶瓷状物质。尽管它们并不能持续不断地产生激光(每发射10秒钟就要冷却至少1分钟)，但是其产生激光的能力永远不会衰减。此外固体激光器还有另外一个显著的优点，那就是体积很小。Yamamoto的固体激光器长度还不到9米，很容易就可以装进一辆卡车在战场上进行机动，然后对战术导弹进行拦截。“我等待这一天已经很久了。”Yamamoto说。Yamamoto设计的固体激光器能够在战场上使用的另一个原因是人们对激光武器的期望降低了。要引爆160千米外的一枚巡航导弹需要的激光功率为几千千瓦，固体激光器发出的激光永远也达不到这个功率。但是要照射并引爆一两千米之外的一枚火箭，只要100千瓦的功率就足够了。Yamamoto已经接