美国海军最近展示了其新的激光武器，旨在将敌人从天上炸开，证明了这些系统不再仅存在于科幻世界中。但是，这些所谓的指向能源武器如何起作用？
这个想法激光武器至少已经存在一个世纪了；作家HG Wells甚至在他的1897年小说《世界战争》中想象着“热射线”。但是，激光是对几种技术甚至物理学的演示，直到1960年代才出现或不知道的物理学 - 在某些情况下，比这更晚了。
在某种程度上，建造激光武器的最初动力不是要制造射线枪，而是帮助人们打电话。专家说，直到光纤和廉价的激光二极管才能使用后，该技术才能用于制造武器。 [7种改变战争的技术这是给出的
“过去我们可以建造强大的激光器，但它们不够小或足够强大，无法在战术上部署。”洛克希德·马丁（Lockheed Martin）的激光和传感器系统的高级研究员罗伯特·阿夫扎尔（Robert Afzal）说。为军队开发激光武器。 “借助高功率，光纤激光技术，我们现在可以建造一个强大的激光功能，足以用于战术车辆。”
洛克希德开发的激光系统与美国海军上个月展示，但是物理和工程相似，AFZAL告诉Live Science。
使激光亮
“激光”一词实际上是“通过刺激的辐射排放来放大光的缩写”。要制作激光器，您需要一种激光介质 - 某些材料在能量刺激时会发出光。此外，该光必须是单个波长，所有的波长光波需要逐步 - 一种称为连贯性的状态。
霓虹灯灯泡会产生特定波长的光，但是这些波不在一步中。他们一起混乱，在不同地方带有顶峰和槽。这使得将光线集中到不散布长距离的光束变得更加困难。这也意味着减少能量可以传递到那光照明的任何东西。
连贯的光波可以更集中。换句话说，光在激光束散布比手电筒上的散布要少得多，将更多的能量引导到一个小地方。
1960年代的第一批激光梁是用红宝石晶体产生的，红宝石晶体是用强大的闪光灯泵送的。晶体称为增益培养基。
强烈的光激发了晶体中的原子，然后为激光产生光子或光包。晶体的两端都有一面镜子，其中一镜子是透明的。光线会从一侧反射，并从透明的一侧出来。
更现代的激光器将气体用作增益培养基，例如二氧化碳，氦或霓虹灯。它们都为不同的应用产生不同波长的激光器。二氧化碳激光器发出红外光，通常用作切割工具。 [科学事实还是小说？ 10个科幻概念的合理性这是给出的
后来发明了化学激光器，但这不会用于船上武器。诺斯罗普·格鲁曼航空系统（Northrop Grumman Aerospace Systems）的指示能源副总裁马克·斯金纳（Mark Skinner）说：“旧的化学激光器占据了大量体积。” “它们有时还使用有毒化学物质。”例如，1969年首次证明的氟化氢激光器可以提供高功率的光束，但氟化氢很危险且难以处理。
激光二极管是一项巨大的创新。尽管它们在1960年代首次被证明，但直到1970年代，半导体激光器才能在室温下连续运行。早些时候，1966年，查尔斯·K·考（Charles K. Kao）（谁会继续赢得诺贝尔物理奖在2009年）发现了如何通过光纤传输灯光，这意味着激光可以用作通信手段。然后，廉价二极管激光器的开发使诸如CD播放器和激光通信阵列之类的设备的构建。
阿夫扎尔说：“实际上，我们汇总了两种革命：光纤电信和波浪分割多路复用。”波划分多路复用（WDM）是一种将不同波长的激光器结合到单个纤维上的技术，从而使更多的功率可以通过光纤链泵泵送。他说，最初适用于通讯，它也成为激光武器的首选技术。
建造射线枪
但是，激光武器不仅需要使激光发光 - 它们需要将光线传输到目标，并以足够的能量来造成损害。激光功率通常以瓦数测量。激光指针的力量可以用毫米来测量，但这仍然足以伤害一个人的眼睛。工业激光切割器的功率在千瓦范围内。军队需要的激光器比在数十千瓦中具有强大范围要强大的激光器。 [飞碟控制：7解密的军事和中央情报局秘密这是给出的
据报道，美国海军的新激光武器目前已在庞塞号（一艘两栖运输船）上部署，据报道是33千瓦的激光器，它可以发射几束梁，总计100千瓦。海军在一月份说它计划测试150 kilowatt版本一年之内。 （海军发言人说，他无法透露激光的实际功能。）
高功率的原因是，即使激光聚焦到一个狭窄的点，它们的光束仍在长距离上散布，这减少了传递到目标的能量。一个激光损坏其目标因为来自光的能量会加热其击中的材料。因此，光束必须在一定时间内保持目标（更多的功率意味着更少的时间，因此更有效的武器）。向CNN发布的视频显示，对目标进行了大约1或2秒的培训的海军激光武器系统（法律），但这些规格尚未公开发布。
Ponce USS上的法律是光纤激光器，它结合了光束以增加功率。而“星球大战”的粉丝可能会回想起几个单独的形象梁从死亡之星发出后融合在一起，真正的组合梁激光器无法正常工作。取而代之的是，他们使用光纤生成梁，然后使用类似棱镜的镜头组合这些梁。
阿夫扎尔说：“想想[粉红色弗洛伊德专辑]的封面。” “您有一个将几束横梁结合在一起的棱镜。”
Afzal说，光纤的另一个优点是，光束更“完美”。这意味着与传统镜头相比，衍射或从光中散开的衍射量较少（早期的激光器的光束由镜头聚焦，并且激光指针仍然这样做）。
利弊
开发激光枪的最大问题之一是弄清楚如何为它们供电。 1秒钟以上的30千瓦时足以照亮一个社区（一年中，美国的平均房屋使用了大约10千瓦时）。这意味着任何使用激光武器的船都必须具有足够强大的发电厂来应对它。 Ponce US示范表明，它可以处理功率负载。
激光的优势以及军队对它们感兴趣的原因是速度。激光束以光速行进。实际上，当激光武器针对某些东西时，它将立即击中。无需将武器稍微指向目标移动的位置，如果军方是试图击落弹丸。与电影中描绘的内容相反，除非有散射光线，否则无法看到激光束。如果可见梁，它似乎立即“ on”，就像探照灯一样。
根据海军的说法，激光也很便宜，因为唯一的成本是功率。这意味着，一旦武器建造，每枪的价格就会下降 - 激光永远不会用完弹药。 Skinner指出，另一方面，导弹每枚可能要花费数千美元。
尽管如此，使用激光作为武器仍有一些缺点。麻省理工学院的研究分支机构Subrata Ghoshroy在1980年代从事早期激光武器工作，他指出天气可能是个问题。激光束由光制成，这意味着雾气和其他恶劣天气将散布光线。结果，范围将减小，以及针对目标上的能量。
热也是一个因素。戈什罗伊说：“热管理是一个可怕的问题。”原因是所有这些千瓦时都通过二极管加热，最终将梁质量降低。他说，尚不清楚庞塞号的激光可以发射多久或在遇到问题之前持续多长时间。
阿夫扎尔说，天气问题对于许多武器系统来说都是常见的，因此从这个意义上讲，激光器并不是独一无二的。例如，雾将阻止多种导弹发射器或枪支。他说：“如果可以看到，可以参与其中。”
最初出版现场科学。
