中國激光武器

簡介

1997年10月，美國以中紅外線化學(xué)激光炮兩次擊中在軌道上運行的廢棄衛(wèi)星，宣告這次秘密試驗完滿成功。在此同時，中國國防光學(xué)單位正加緊攻關(guān)，爭取在2000年前取得重大技術(shù)突破，并為戰(zhàn)術(shù)激光武器的量產(chǎn)做好必要的準(zhǔn)備工作。

光學(xué)工業(yè)在第一次世界大戰(zhàn)得到很大發(fā)展，在第二次世界大戰(zhàn)期間已成為重要的戰(zhàn)略工業(yè)，制造光學(xué)玻璃的原材料、含鐵量低的石英砂變成戰(zhàn)略礦產(chǎn)，光學(xué)玻璃制造技術(shù)也很保密。

國民政府在抗戰(zhàn)前建立了全國獨一無二的光學(xué)工廠一昆明光學(xué)工廠，主要用于制造軍用雙筒望遠(yuǎn)鏡，其技術(shù)水平在當(dāng)時來說相當(dāng)高，足與歐洲工廠媲美，是中國當(dāng)時少數(shù)能和列強一較高下的工業(yè)，但以規(guī)模來說則未見突出。今日中國軍用光學(xué)技術(shù)的骨干，也大都直接或間接來自昆明光學(xué)工廠，但那時該廠卻只有400多人。

歷史發(fā)展

1951年建立的中國科學(xué)儀器館，是中國軍用光學(xué)工業(yè)的起步，并為前蘇聯(lián)援建的208光學(xué)儀器廠培養(yǎng)了制造光學(xué)玻璃的全套技術(shù)骨干，也為後來成立的長春光學(xué)機械研究所（簡稱長春光機所或長光所）培養(yǎng)不少人才。長春光機所成立後的首要任務(wù)是150工程，研制專為對地地彈道飛彈進行追蹤、精密測量、觀測距離不少于150公里的大型光學(xué)系統(tǒng)，簡稱追蹤電影經(jīng)緯儀。除此之外，這套系統(tǒng)還有時統(tǒng)設(shè)備、引導(dǎo)雷達(dá)、程序引導(dǎo)儀、判讀儀及數(shù)據(jù)處理設(shè)備等，當(dāng)時只有美國裝備了類似的系統(tǒng)。重要的150工程由于技術(shù)難度大，所以前國防科委副主任錢學(xué)森曾多次對長光所發(fā)出重要指示及親臨指導(dǎo)。結(jié)果電影經(jīng)緯儀的技術(shù)指標(biāo)大都超過了設(shè)計要求，目前的第四代產(chǎn)品具有紅外或激光自動迫蹤能力，能以電腦實時運算及打印數(shù)據(jù)，在性能上相當(dāng)于外國同類先進產(chǎn)品水準(zhǔn)。為進行東風(fēng)5型洲際彈道飛彈測量工作，國防科委要求成立718工程項目。

 718工程包括了建造遠(yuǎn)望號遠(yuǎn)洋測量船、向陽紅10號遠(yuǎn)洋調(diào)查船、大江級遠(yuǎn)洋打撈救生船、福清級大型油水補給艦、遠(yuǎn)洋拖船、051型驅(qū)逐艦等當(dāng)時大陸最尖端的項目，參與工作的部委有35個，其他單位1，180個、人數(shù)達(dá)數(shù)十萬，經(jīng)過10年努力使中國成為世界上第四個具有遠(yuǎn)洋測量追蹤能力的國家。遠(yuǎn)望號測量船的主要設(shè)備及技術(shù)性能接近美、蘇在1970年代末期水平，船上測量設(shè)備主要是雷達(dá)，但在雷達(dá)盲區(qū)的測量及精密測角等必須采用光學(xué)儀器，為達(dá)成精準(zhǔn)測量這些設(shè)備的研制和生產(chǎn)要求都極為苛刻。

此外，長春光機所也為092型導(dǎo)彈核潛艇研制了配套的飛彈發(fā)射瞄準(zhǔn)裝置和合制潛望鏡，為進行巨浪1型潛地飛彈而研制的測量儀器與進口儀器比較，中國的光學(xué)設(shè)備數(shù)據(jù)更完整。為發(fā)展返回式衛(wèi)星的空間攝影系統(tǒng)，長光所受7機部（即第7機械工業(yè)部，也就是今日航天部門的前身）委托擔(dān)任這個工作，在北京成立了一個新的第15研究院。15院後來被撤銷，人員被分配到7機部508所。返回式照相偵察衛(wèi)星上的相機雖然解析度不高，但總算使中國在1970年代具備太空偵察能力，成為全球第3個有返回式衛(wèi)星的國家。

用于研究核爆過程的高速相機是由西安光機所負(fù)責(zé)，該所是由長光所抽調(diào)骨干援建而。因為高度保密，西光所過去鮮為人知，龔祖同所長在開放後曾榮獲國際高速攝影的Photo一Sonics獎。西光所研制的相機能拍攝每秒幾百至幾萬幀的照片，在80年代更開發(fā)出具國際水準(zhǔn)，分辨率達(dá)10-11至10-13秒的變像高速相機。夜視技術(shù)在1950年代是極機密的尖端技術(shù)，長光所當(dāng)時便展開這項研究，同樣是龔祖同帶頭研制的主動紅外線變像管和紅外線夜視儀，在1958年試驗成功并由昆明光學(xué)儀器廠推廣生產(chǎn)。1960年代又開發(fā)出由三級串聯(lián)像增強管組成的微光夜視儀，能看到百公尺外的人體活動。

 上述要求很高的光學(xué)技術(shù)裝備，除空間攝影系統(tǒng)外，其他無論發(fā)展時間或技術(shù)性能都不比外國同類產(chǎn)品差，大陸各地研制的高低技術(shù)光學(xué)軍用儀器可說數(shù)以干計，當(dāng)中不乏精品。只是當(dāng)時的政治動亂，加上發(fā)展項目太多、資金不足、戰(zhàn)略政策及方針未能有效配合，使中國軍用光學(xué)設(shè)備在1960年代中期放慢發(fā)展腳步，但仍偶有佳作，光是1970年代裝備陸軍的主動紅外線觀察瞄準(zhǔn)鏡就有10多種，不過這類裝備當(dāng)時已開始被第一代微光夜視儀代替。中國目前的夜視技術(shù)仍落後列強十馀年，不過近10年來發(fā)展速度已經(jīng)加快。激光元器件的開發(fā)應(yīng)用1960年世界上第一臺紅寶石激光器在美國誕生，翌年長光所就研制出在結(jié)構(gòu)上更為先進的同類產(chǎn)品，當(dāng)時有多個單位同時進行這項工作。由于該項成果具有突破性，推廣激光的文章令其更受注目，中國高層在衡量國內(nèi)外技術(shù)進展後大受鼓舞，決心大力發(fā)展激光設(shè)備。1965年西南技術(shù)物理研究所制成鋁石榴石（Nd：YAG）激光晶體，翌年制成YAG激光器，1972年高重復(fù)頻率調(diào)QYAG激光器研制成功。用于軍用光纖通信的半導(dǎo)體激光器也在1960年代中期開始研制，20年內(nèi)中國先後研發(fā)出C02激光器、氬離子激光器、環(huán)形激光器、穩(wěn)頻激光器、遠(yuǎn)紅外激光等，并于1970年代中期開始量產(chǎn)用于陸軍武器測距、彈道測量、人造衛(wèi)星測距、大氣激光通信、光纖通信、海軍武器測距、陸空軍武器導(dǎo)引等方面的系統(tǒng)。

例如1974年北京工業(yè)學(xué)院等單位開始探索激光半主動導(dǎo)引技術(shù)，在1977年制成樣機，目前空軍已裝備幾種激光導(dǎo)引炸彈，主要用于強5攻擊機。激光導(dǎo)引反戰(zhàn)車飛彈方案于1983年制定，目前第一代這類武器已初步具備量產(chǎn)能力，被稱為閃電1號飛彈，第二代的同類飛彈也正在研制中。另外，中國也與外國同時研制出調(diào)QYGA激光器，使其很早就實現(xiàn)了寶石軸承激光打孔，激光測距和激光通信也到較快發(fā)展。供新裝備使用的光纖數(shù)位資料匯流排已研制成功，可取代現(xiàn)役的1553B資料匯流排，至于戰(zhàn)機上的光傳操縱系統(tǒng)也完成了初步發(fā)展階段。

由此可知，中國在激光元器件的開發(fā)和應(yīng)用未落後大多，技術(shù)上也不算差，具有相當(dāng)?shù)臐摿Α?960年代已開發(fā)出強激光武器中國在激光元件器和基礎(chǔ)技術(shù)研究方面水準(zhǔn)略次於美國，1960年代曾名列前茅，當(dāng)時各國都以為強激光武器能很快投入服役，所以中國高層亦樂於進行這方面的投資？1964年初毛澤東就此事詢問聶榮臻元帥，探討是否要發(fā)展這個新技術(shù)的問題，聶當(dāng)即表示：「一定要做，即便就像把錢投進大海也得做?！菇?jīng)過討論，國防科委決定將強激光武器列為重點攻關(guān)武器，正式命名為6403工程64年3月成立之意）當(dāng)時中國高層之所以深具興趣，主要是著眼於高空防御方面。當(dāng)時美國的B-58和發(fā)展中的XB一20高空戰(zhàn)略轟炸機，A-12/YF一12高空高速長程戰(zhàn)斗機和日後的SR-71高空戰(zhàn)略偵察機等，對大陸的未來空防威脅甚大。中國雖然在1959年成立了操作SA-2地空飛彈的543部隊，但無論部隊規(guī)?；蝻w彈數(shù)量都不足，應(yīng)付臺灣黑貓中隊U-2偵察機已十分艱苦，無暇他顧，而空軍戰(zhàn)斗機和高炮部隊對未來的威脅更是束手無策。更要命的是當(dāng)時中國正在羅布泊及三線地區(qū)加緊秘密發(fā)展導(dǎo)彈核武器的596工程，若這些珍貴的情報被「高空竊賊」所盜去，國家尊嚴(yán)及安全將大受打擊。

中國高層有鑒于此，決意加速研制紅旗2號、3號防空飛彈和殲8高空高速戰(zhàn)斗機，但因為大陸工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，短時間內(nèi)不可能有大的改觀，所以剛?cè)〉贸醪酵黄频?span id="dy4g0io" class='hrefStyle'>激光技術(shù)似乎為上述需求帶來一線生機。美國當(dāng)時也有這類計劃，把它稱為「死光炮」（當(dāng)年對激光武器的統(tǒng)稱），考慮到兩國技術(shù)接近，搶先對手一步制成激光武器就成為中國科研人員的目標(biāo)。在聶榮臻等支持下，1964年中國科學(xué)院組建了激光專業(yè)研究所一上海光機所，主攻高功率、大能量的強激光器研究工作，而上光所其實也是長光所協(xié)助興建的，可見長光所具有承先啟後的領(lǐng)導(dǎo)地位？根據(jù)國際著名的中國首席軍用光學(xué)權(quán)威王大珩所述，上光所成立以後，因為王淦昌等專家預(yù)測強激光聚焦可能產(chǎn)生核聚變，極力鼓吹發(fā)展，所以研究所兵分兩路，一路由鄧錫鉻領(lǐng)頭進行激光核聚變研究，一路由王之江率領(lǐng)發(fā)展激光武器，這兩種尖端技術(shù)也就這樣子在上海奠定了基礎(chǔ)。1974年王大珩率團出訪美加介紹了大陸國產(chǎn)強激光裝置已打出了中子，令人刮目相看，加國專家表示兩國已處于同一水平。

 1986年上光所建成尖峰疽功率超過1012瓦的強脈沖激光試驗裝置，張愛萍上將將它命名為「神光」，使中國成為繼美、蘇、法、日之後擁有同類設(shè)備的國家。王之江率領(lǐng)的強激光武器團隊在探索多種激光器後，最後選定固體激光器作主攻方向，怛無奈當(dāng)時國內(nèi)外的技術(shù)條件都未成熟，只得在1970年代暫時擱置計劃。計劃暫停的原因有多種，主要是當(dāng)時情報顯示國外這方面頻有進展，刺激了軍方高層，誤認(rèn)為成功近在咫尺。毛澤東更下達(dá)一一一定要研發(fā)出來的軍今狀，在政治壓倒一切的文革年代，人力物力不足，缺乏嚴(yán)格科學(xué)論證分析，資源、技術(shù)儲備、工業(yè)基礎(chǔ)都沒有保障，卻倉促把固體激光器定位為主攻方向，終使計劃難產(chǎn)。其實當(dāng)時國內(nèi)外的諸多理論研究都還處于原始階段，所以對激光炮的發(fā)展過于樂觀，在技術(shù)條件和環(huán)境尚未成熟的情況下，其結(jié)果并不令人意外。計劃擱責(zé)後，上光所把資源轉(zhuǎn)移到比較成熟、易於實用化的激光器件研究，使固體高功率激光器和其重要部件激光晶體的品質(zhì)都達(dá)到國際先進水準(zhǔn)。雖然激光武器計劃暫停，但仍留下一些人員進行基礎(chǔ)研究，以便他日能東山再起。

瞄準(zhǔn)2000年的中國神光隨著19８0年代美國星戰(zhàn)計劃的登臺，中國也在19８0年代中期悄悄地把激光武器重新上馬。中國這次汲取了先前的教訓(xùn)，不再定死目標(biāo)，盡量利用成熟技術(shù)，靈活變通，以「側(cè)重基礎(chǔ)、側(cè)重提高」為指導(dǎo)方針，在這個技術(shù)領(lǐng)域進行長時間的相關(guān)探索研究工作。中國在強激光器的研究陸續(xù)進行了C02激光（電激勵、氣動激勵）、自由電子激光和X射線激光等探索，其中C02激光和化學(xué)器的輸出功率達(dá)萬瓦及以上，有廣闊的開發(fā)前景。而在強激光破壞效應(yīng)研究方面，對激光的熱和力學(xué)效應(yīng)進行了廣泛的實驗研究和理論分析，取得了滿意的成果，提高了對激光破壞目標(biāo)的認(rèn)識？？對強激光大氣傳輸特性的研究工作，也從大氣折射、大氣衰減、湍流效應(yīng)、非線性效應(yīng)等方面進行了廣泛的理論和試驗研究。應(yīng)用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)改善大氣傳輸效應(yīng)的研究工作也取得進展，采用橫向剪切干涉儀作為波前探測器，驅(qū)動21單元變形反射鏡，帶寬為300HZ，對激光信標(biāo)光束的大氣湍流效應(yīng)進行了補償。校正後的尖峰值能量提高到為校正前的3。5倍，分布亦接近衍射極限。

中國新一代飛杪級超短超強激光裝置已在1996年由上海光機所研制成功，并通過驗收，標(biāo)志著中國的強激光技術(shù)又踏上一個新臺階。這個設(shè)備是大陸第一臺用于超短超強激光研究的精密裝置，專家認(rèn)為它的研制成功為中國強場激光物理研究提供了一種全新技術(shù)，目前超短超強激光場中的物質(zhì)及行為研究，是國際上重大前沿研究項目之一。激光武器具有攻擊目標(biāo)速度快、轉(zhuǎn)移火力快（只需零點幾杪）、效費比高，勢將成為資訊戰(zhàn)時代的重點武器裝備，在福克蘭戰(zhàn)爭和波灣戰(zhàn)爭已得到初步實戰(zhàn)驗證。不過目前使用的成熟激光武器仍是低功率的激光致盲武器，雖然它已經(jīng)被列為不人道武器而受到抵制，怛各列強似乎仍陽奉陰違，以「不怕一萬，只怕萬一」的心態(tài)秘密發(fā)展這種武器，其中又以美國表現(xiàn)最為露骨。中國對此亦有準(zhǔn)備，1995年在第之屆國際防務(wù)展覽會上（IDEX95），北方工業(yè)展出了1990年代初制成的ZM一87手提激光干擾機，它能使敵人眼睛受傷或令其暈眩，能重創(chuàng)用光電儀器向己方瞄準(zhǔn)或射擊的敵人。ZM一87的有效作用距離3公里，加上一個放大器後更可增至5公里，性能并不比美軍差。

由于高、低功率激光武器在未來戰(zhàn)場上的使用將更為普遍，加上中國在強激光技術(shù)上有悠久的發(fā)展史和雄厚的技術(shù)基礎(chǔ)，所以其發(fā)展將愈來愈快。某些技術(shù)上可尋求與另一個激光強國一俄羅斯的合作而如虎添翼。這次美國首次以衛(wèi)星為對象進行的強激光護射試驗，將會為上海光機所等單位打下一支強心針，目前北京、上海方面已根據(jù)需求開始進行戰(zhàn)術(shù)防空及艦載激光炮的高級工程發(fā)展階段研究。中國將在2000年以後在強激光武器領(lǐng)域有更大的進展，并初步具備量產(chǎn)化能力，屆時中國可能有能力威脅在大陸近岸活動的美國「曙光女神」超高速戰(zhàn)略偵察機。

激光武器是一種定向能武器，利用強大的定向發(fā)射的激光束直接毀傷目標(biāo)或使之失效。它是利用高亮度強激光束攜帶的巨大能量摧毀或殺傷敵方飛機、導(dǎo)彈、衛(wèi)星和人員等目標(biāo)的高技術(shù)新概念武器。強激光武器有著其它武器無可比擬的優(yōu)點，強激光武器具有速度快、精度高、攔截距離遠(yuǎn)、火力轉(zhuǎn)移迅速、不受外界電磁波干擾、持續(xù)戰(zhàn)斗力強等優(yōu)點。正因為如此現(xiàn)在，美、俄、英、德、法、以色列等許多西方國家都在積極發(fā)展強激光武器。激光武器經(jīng)過三十多年的研究，已經(jīng)日趨成熟并將在今后戰(zhàn)場上發(fā)揮越來越重要的作用。

目前世界范圍內(nèi)，俄羅斯的理論研究處于領(lǐng)先地位，美國與以色列在激光武器應(yīng)用中處于領(lǐng)先地位，只有中國悄無聲息，在國人心目中，中國的武器是落后的，真是這樣這樣嗎？未必。實際上中國的激光武器領(lǐng)先美國據(jù)世界第一。這個說法有兩大根據(jù)：

一、中國研制的超距攻擊性激光雷達(dá)的威力強大！它不僅有萬里眼的功能，還具有快如閃電，強大無比的萬里長矛的威力！可以在激光雷達(dá)偵測到目標(biāo)后的瞬間直接將其摧毀！激光雷達(dá)是主動性雷達(dá)，比傳統(tǒng)的電磁雷達(dá)更具優(yōu)點，隱形飛機在他的千里眼中會報漏無疑。一位老軍工專家得知到千里之外的的靶標(biāo)被激光雷達(dá)擊毀后，激動得淚流滿面，仰天大呼，這是我們中國人研制的武器！是全世界最好的武器！這是全世界最尖端的點穴武器！這才使有位中國著名的戰(zhàn)略軍事專家在媒體上自豪的宣稱：美國敢打中國嗎？如果它的隱形飛機趕來中國轟炸，來一架打落一架，一個不剩。

 二、美國太張揚，中國太謙虛。如果說在傳統(tǒng)的導(dǎo)彈技術(shù)方面中國落后于美國不可否認(rèn)，因為中國的起步較晚，基礎(chǔ)工業(yè)較差，加之西方國家對中國軍事工業(yè)的嚴(yán)格限制。但是在新興激光的軍事技術(shù)應(yīng)用方面，由于我們與美國起步點相差不大，中國的馬祖光教授在在新興激光的軍事技術(shù)應(yīng)用方面才是真正的世界權(quán)威，所以我們的研究處于世界領(lǐng)先地位，如果不是牽涉到軍事機密，200年獲諾貝爾獎的恐怕絕不會使俄羅斯人，在量子點激光器方面的理論研究中，中國早就處于世界最領(lǐng)先的地位，中國的超強功率的固態(tài)激光器是世界一流，用它發(fā)射的激光束可在3千公里的距離獲得每平方厘米35 K焦耳能量密度，此能量密度比攻擊導(dǎo)彈所必需的破壞閾高出近1個數(shù)量級以上。以次粗略推算，中國的攻擊激光雷達(dá)有效殺傷力超過3萬公里。

核心技術(shù)

中國的攻擊激光雷達(dá)包含著世界最尖端的5大核心技術(shù)：

1、激光材料研究的突破；

 2、激光輻射材料物理機理及成像圖譜研究的突破；

3、一次性快速跟蹤定位控制技術(shù)的突破 ；

4、高密度能量可逆轉(zhuǎn)換載體材料的突破 ；

5、激光成像技術(shù)的突破。