激光的“道”與“術”

潘晨　王海蘭

與許多技術一樣，激光在發明初期正值美蘇對抗，人們曾設想把激光當作武器投入戰爭，無奈當時的技術條件不成熟，所以沒有大規模應用，但這種思想已經在“好萊塢”大片中展現無遺。沒想到僅經過半個多世紀的發展，“片場”就變成“戰場”，激光技術逐漸成為左右戰爭格局的“撒手锏”。那么，激光技術有哪些特殊的“門道”？軍事上又有什么應用？讓我們來一探究竟。

激光之道

激光是由著名物理學家愛因斯坦首先提出，通常利用外部能量如核能、電能等，使原子持續產生“裂變”。在這種狀態下，1個光子變成2個光子，2個光子又變成4個……越來越多光子的產生，讓光得到加速，進而形成激光。一般來說，激光與普通的光有著如下4點區別：

激光切割

一是聚焦程度不同。普通的光是向四面八方照射，如果想讓光朝一個地方聚焦，則需要像手電筒或者汽車車燈那樣，在光源上加裝聚光裝置。但激光不需要，一束10千米長的激光，光斑的直徑只有不到10厘米。

二是亮度不同。亮度是衡量光源質量的關鍵指標，激光的能量集中，所產生的亮度約為陽光的百億倍。工業上的激光切割機就是把若干激光束匯聚起來，使焦點處的溫度達上千至上萬度，從而輕松切割。

三是波長不同。光的顏色取決于不同長度的波，我們所看到的太陽光的波長在0.4-0.76微米之間，對應著紅色、橙色、黃色等7種顏色。激光的波長很短，范圍僅在納米級別，所以輸出的顏色單一且純凈。

四是頻率不同。陽光中包含各種頻率的光，而激光的頻率穩定，可以用來傳遞信息。激光頻率就像朝水塘中扔100次石子，每次扔的力道、角度以及石子的質量都相同，所以產生的水波紋也相同。我們知道在電腦中所處理的底層數據就是大量的1和0，在這里“波峰”就相當于1，而“波底”就是0。

軍事之術

激光技術在軍事領域的應用包括偵查、模擬、通信等，這些應用可以增強部隊的戰斗能力。因此，激光成為軍事技術中最活躍的領域之一，受到各大軍事強國的重視。

激光偵查它是利用激光照射探測目標，之后接收反射波來識別目標。現在發展有激光測距儀、激光雷達等裝備，這些激光偵查設備可以手持，也可以安裝在地面車輛、水面艦艇或空間器上。激光偵查的特點是速度快、精度高、抗電磁干擾能力強，但偵查距離受氣象條件如霧霾、雨雪、云層等影響較大。目前的技術可以做到對數千米之外的飛行器或地面目標進行高分辨率成像。此外，它也可發現十幾千米之外的光學偵查器材，并對其精確定位。在海灣戰爭中，美軍使用激光偵查技術，成功發現了伊拉克軍隊隱藏在樹林中的坦克以及偽裝過的對空導彈發射陣地。隨著激光技術的發展，在戰場上將會出現可供單兵使用的小型化高分辨率激光雷達，讓戰場更加透明。

美軍使用的BAE 系統公司的TRIGR 輕型激光目標定位模塊

我軍“跨越-2014 朱日和C”演習中采用的激光模擬對抗

激光模擬它就像“真人CS”一樣，使用激光技術能提高對抗的強度以及戰場的逼真度。目前，世界上較為先進的當屬美軍MILES激光戰斗模擬系統，主要由發射和接收2部分組成。激光發射部分與槍、炮、導彈等開關聯動，接收部分則安裝在頭盔、坦克、飛機上。不同武器發出的“激光彈藥”都有其各自的編碼，系統可以根據這些編碼自動判斷是被何種類型的武器擊中。此外，作戰人員的身上還集成有報警裝置，當被擊中后，會同時發出煙霧和聲音提醒。

激光制導它是利用激光使導彈飛向目標的制導方法。美軍常用的有以下幾款：一是“寶石路”激光制導炸彈。它自1965年開始研制，迄今該型炸彈已發展出三代，是世界上生產數量最大的精確制導炸彈系列。在越南戰爭中，美軍共投擲25000余顆，命中率在60%左右;之后的海灣戰爭中，美軍共投擲9300余顆，命中率提升至85%左右。二是“銅斑蛇”激光制導炮彈，它由美國洛克希德·馬丁公司研發，1981年交付美軍，使用M109A6自行火炮發射。在海灣戰爭中，該型炮彈命中率為90%左右。三是“地獄火”導彈。它能從海、陸、空平臺發射，且不需目標照射保障。海灣戰爭中，美軍在阿帕奇直升機上共發射該型彈2800余枚，擊毀伊軍各類目標2100多個。

美軍“地獄火”激光制導導彈

激光通信它是利用激光來傳輸數據。我國在空間激光通信領域領先全球。2018年1月，我國的中星16號通訊衛星成功交付使用，該款衛星具備2項國際領先的技術：一是最大通信帶寬達到20G;二是具備雙向激光傳輸通訊功能。在軍事上，通過中星16號中轉，可以指揮集團軍規模的聯合作戰行動，并將命令直接下達到單兵終端且通訊速度控制在1秒之內。2020年8月，中國航天科工集團對外公布消息，“行云二號”01星和02星之間實現了星間激光通信，這意味著將來衛星星座系統將減少對地面網絡的依賴，同時能夠擴大覆蓋區域、實現全球測控。

激光通信

未來之術

戰場照明未來的激光設備將向小型化、輕量化發展，單兵可以隨身攜帶激光照明設備，從而幫助士兵照亮需偵查的目標。同時，在夜間視線不佳的情況下，激光設備能夠幫助飛行器安全著陸。此外，未來的戰斗可能需要空基戰場照明，來改善目標區域視覺條件。在太空的激光衛星能從任何給定的位置來照射，以提供戰場照明。

天氣調節天氣在軍事行動中往往占據了非常重要的地位，因此，任何能夠改變或控制天氣的能力都將給戰爭帶來極大的影響。比如可以通過激光設備，將大功率高頻電磁波射向電離層，從而使大氣中間層和電離層變熱，進而引發大氣層氣候的變化和混亂，改變特定區域的氣象條件。

全息投影目前的全息激光技術更多的是用在衍射瞄準鏡上，而在未來戰場或訓練場上，將出現更多的由激光投影的逼真三維圖像。例如，科幻片中所描繪的軍隊指揮所，參謀們圍繞著全息投影來推演戰術、調用大量信息，幫助作戰指揮人員在決策過程中更好地掌握信息、制定戰術。

激光技術的廣泛應用促進了軍事對抗水平的提高，在各個方面顯著提高了偵查、制導、通信等軍事能力，并引起訓練方式以及戰術的變化。隨著軍民融合的不斷提升，科研成果的迅速轉化，未來激光技術將有著更為輝煌的發展前景。

全息投影