中國激光武器

簡介

1997年10月，美國以中紅外線化學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)做好必要的準備工作。

光學工業(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)，制造光學玻璃的原材料、含鐵量低的石英砂變成戰(zhàn)略礦產(chǎn)，光學玻璃制造技術(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工廠一昆明光學工廠，主要用于制造軍用雙筒望遠鏡，其技術(shù)水平在當時來說相當高，足與歐洲工廠媲美，是中國當時少數(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。今日中國軍用光學技術(shù)的骨干，也大都直接或間接來自昆明光學工廠，但那時該廠卻只有400多人。

歷史發(fā)展

1951年建立的中國科學儀器館，是中國軍用光學工業(yè)的起步，并為前蘇聯(lián)援建的208光學儀器廠培養(yǎng)了制造光學玻璃的全套技術(shù)骨干，也為後來成立的長春光學機械研究所（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、引導雷達、程序引導儀、判讀儀及數(shù)據(jù)處理設(shè)備等，當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森曾多次對長光所發(fā)出重要指示及親臨指導。結(jié)果電影經(jīng)緯儀的技術(shù)指標大都超過了設(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)，在性能上相當于外國同類先進產(chǎn)品水準。為進行東風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工程包括了建造遠望號遠洋測量船、向陽紅10號遠洋調(diào)查船、大江級遠洋打撈救生船、福清級大型油水補給艦、遠洋拖船、051型驅(qū)逐艦等當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洋測量追蹤能力的國家。遠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，但在雷達盲區(qū)的測量及精密測角等必須采用光學儀器，為達成精準測量這些設(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型導彈核潛艇研制了配套的飛彈發(fā)射瞄準裝置和合制潛望鏡，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責，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，分辨率達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)光學軍用儀器可說數(shù)以干計，當中不乏精品。只是當時的政治動亂，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鏡就有10多種，不過這類裝備當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年高重復頻率調(diào)QYAG激光器研制成功。用于軍用光纖通信的半導體激光器也在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、陸空軍武器導引等方面的系統(tǒng)。

例如1974年北京工業(yè)學院等單位開始探索激光半主動導引技術(shù)，在1977年制成樣機，目前空軍已裝備幾種激光導引炸彈，主要用于強5攻擊機。激光導引反戰(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?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)研究方面水準略次於美國，1960年代曾名列前茅，當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。更要命的是當時中國正在羅布泊及三線地區(qū)加緊秘密發(fā)展導彈核武器的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="2em4oqu" class='hrefStyle'>激光技術(shù)似乎為上述需求帶來一線生機。美國當時也有這類計劃，把它稱為「死光炮」（當年對激光武器的統(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。在聶榮臻等支持下，1964年中國科學院組建了激光專業(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)導地位？根據(jù)國際著名的中國首席軍用光學權(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，主要是當時情報顯示國外這方面頻有進展，刺激了軍方高層，誤認為成功近在咫尺。毛澤東更下達一一一定要研發(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，缺乏嚴格科學論證分析，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)都達到國際先進水準。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，不再定死目標，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激光和化學器的輸出功率達萬瓦及以上，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的認識？？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?？颂m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、導彈、衛(wèi)星和人員等目標的高技術(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、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！可以在激光雷達偵測到目標后的瞬間直接將其摧毀！激光雷達是主動性雷達，比傳統(tǒng)的電磁雷達更具優(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被激光雷達擊毀后，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)的導彈技術(shù)方面中國落后于美國不可否認，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。