目前,世界各國正在積極地把激光武器運用于太空、空載、陸(海)基以及單兵作戰上,部分研究發展已達實際驗證階段,甚至已經進入生產部署階段。主要有以下幾種:
天基(太空)激光
天基激光主要用于攔截彈道飛彈。由于彈道飛彈本身結構極為脆弱,無法承受高能激光照射,因此部署在太空的高能量化學激光,足以對飛行于3000公里以上的彈道飛彈投射有效的殺傷能量,加上可有效攔截推升階段的彈道飛彈,因此科學家產生了把天基激光與國家飛彈防御相結合的思想,提高了把激光武器部署在太空中的可能性。
這種武器的設計理念是,把激光束傳送至遠方時,仍然足以癱瘓所照射的目標,或有效地燒穿飛彈的表層結構。直徑10米的末級反射聚焦鏡,配上氟化氫激光,可產生0.32微弧度的聚焦角,這一角度可在4千公里外產生一個面積為1.3平方米的激光光點。
若把兩千萬瓦的能量會聚在這光點上,其能量流通密度大約是每平方厘米1500瓦。具備這種能量的激光光點必須在目標表面持續照射6.6秒左右,才能產生每平方厘米大約10000焦耳的最低有效殺傷能量。對2000公里外的目標,僅需照射大約1.7秒就足以毀損飛彈的推升器。
天基激光武器的載臺是低軌道衛星,其運行軌道視威脅的性質而定。激光武器的位置應盡可能讓它獲取較多的照射機會,以提升摧毀正處于推升階段的飛彈數量至最大數額。因此衛星必須位處適當的高度,使其能夠攔截可見最遠處正處于推升階段的飛彈,而不必在飛彈到達極近的距離后才進行接戰。它的最佳高度依飛彈推升段引擎燃盡的高度、激光束的強度,以及飛彈彈體的強度而定。最佳的部署方案,是把衛星置于某些與地球赤道形成大約70度切角的軌道面上。
其發展目標是具備在彈道飛彈上升至同溫層上層,約距地表40000至50000米高度,以及在太空飛行時加以攔截的能力。其運行高度約為1300公里,有效殺傷范圍可達4000至5000公里,而一枚激光衛星最大可單獨涵蓋1/10的地球表面。因氫一氟激光會被大氣層內的水蒸氣吸收而減損,激光無法有效穿透至地球表面,這一物理特性可避免衛星背負自太空向地面發射“死光武器”的污名。
空載激光武器
基本上,空載激光飛機由各種不同戰場監偵系統得知敵方發射飛彈的時候,就可以進行攔截。該機機鼻裝有直徑1.5米的末級激光聚焦鏡,其角度能夠旋轉,以便把功率數以十萬瓦計的化學激光束照射至飛彈上。
機上的9個紅外線搜索/跟蹤傳感器。可探測360度視場內的導彈尾煙。從機上轉塔發射的跟蹤/照明激光,照亮導彈助推器頭部,并建立初始跟蹤。緊接著激活信標/照明器,在導彈燃料艙上標出一個小光點,同時機載波前傳感器感知大氣所造成的波前變化狀況,送至可轉向反射鏡。機載可轉向反射鏡調整后,使其殺傷性高能雷射光束發射后,能在目標上聚焦,一舉摧毀目標。
美國的空載激光武器系統于2004年至2008年進行量產,在2005年至2006年完成首批3架的戰力組合,預定于2007年至2008年達成7架的整體作戰兵力目標。
洛克馬丁公司設計的空載激光,是采用化學氧化碘激光,同時配置能把光點聚焦在飛彈表層的突破性透鏡,可從數百公里外把來襲的飛彈擊成碎片。
先進戰術激光系統
這種系統是把空載激光武器使用的同型30萬瓦氧化碘激光系統,安裝在AC-130武裝運輸機上做為致命性武器,以便擊毀低空反艦導彈、巡航導彈、近程火箭彈等。
系統重量約4500公斤到6800公斤,地對空射程是10000米,空對空或空對地射程則是20000米,可以在防區外把10厘米的激光光點準確地照射在活動目標上,在40秒內即可對一系列可能的目標進行攻擊。該系統采用封裝熱氣排放系統,美國特種作戰司令部也已提供經費,用于發展相關科技及驗證測試機具。雖然波音公司對這項先進戰術激光系統的研發已有顯著成果,但美國陸軍尚未決定是否繼續投注資金,完成研究計劃最初設定的目標。
戰術高能激光武器
美國與以色列兩國間聯合的鸚鵡螺計劃針對運用激光做為戰術防空武器來反制敵方短程火箭的目標進行研究,1996年2月在美國白沙導彈靶場成功擊毀了飛行中的BM-21火箭彈。
戰術高能激光系統問世后,隨即引發了車載戰術高能激光系統的發展。2000年6月6日在白沙導彈靶場進行的試驗中,射程15公里的“卡猝殺”火箭彈被激光武器系統成功地鎖定、跟蹤、摧毀,在實驗中總計擊落了25枚“卡猝殺”火箭彈。2002年11月初還擊落了依既定彈道飛行的炮彈。
車載戰術高能激光系統的體積,會比戰術高能激光系統縮小5至10倍,未來以色列會選用較大型的系統,美國陸軍則會選用較低功率的小型系統。車載戰術高能激光系統由3部機動車輛組成:整個激光發射裝置裝在一部車上,另一部則裝設射控雷達,第三部車負責攜帶激光燃料。
陸基激光武器
美國政府目前正秘密研發一種威力強大的陸基激光武器,這種武器可發射集中光束,摧毀在地球軌道上運行的衛星。
陸基激光武器以光學技術為基礎,運用感應器、計算機與望遠鏡,由人造衛星發射較弱的激光測量大氣亂流造成的折射角度,借以修正激光發射的方向。修正后,自地面發射的激光經望遠鏡反射后射往天際,在經過亂流時光束的方向不致偏離目標,強度不至于減弱,從而產生有威力、可摧毀敵方衛星的激光。
這項研究極具前瞻性,也有相當的技術挑戰性,相關研究工作正在新墨西哥州沙漠中的“星火”實驗室進行。
戰斗機機載激光武器
機載激光武器以電力為動力源,而且體積足夠小,適于空軍作戰使用。美國空軍研究實驗室制定的5年目標,是發展100千瓦的固體激光器。空軍已經確定裝載固體激光器的第1個可能載臺是F-35聯合攻擊戰斗機。戰斗機的發動機除了產生推力外,還可以產生巨大的電力,因而成為固體激光器的理想載具。
這種戰斗機機載激光器的初型主要用于致盲臨近的飛彈,特別是熱學或光學飛彈,也可以攻擊其他戰斗機的易損部位,如燃料箱、飛彈、飛行控制系統,以及使飛機不能繼續作戰的部位。
單兵激光武器
單兵用激光步槍是一種能量較低的激光裝置,由于外型如同一般常見的單兵武器,因此又稱為激光槍。這種武器主要由“激光器”、“激勵源”、“擊發器”和“槍托”這四大部分組成,特性是體積小、重量輕、射擊時無聲響,殺傷距離約1500米,主要用于陸戰或反恐行動。戰斗用激光武器主要有致盲激光槍及致僵激光槍兩種。
致盲激光槍主要用來對付具有光、電系統的戰甲炮車、指管通情搜系統與其操作人員,強烈的光束可使這些武器裝備的電子組件燒毀,并導致操作人員眼睛失明。早在1982年英國和阿根廷的福島戰爭中,英國就秘密使用了剛剛研制出來的“激光眩暈器”,用于攔截攻擊英國軍艦的阿根廷戰機,導致阿根廷飛行員失明而機毀人亡。美國也曾研制一種稱為“馬刀-203”的激光武器,這種武器安裝在普通步槍的槍管下,可以發射在300米內使人眼受傷的低能量激光。
由于這些激光武器以人眼為目標,屬于激光致盲武器,已被1995年通過的《禁止和限制使用特定常規武器公約》所禁止。但是,該公約并沒有明確禁止研發和使用暫時使敵方人員眼花的激光武器。
美國新近研發一種非致命的激光步槍,可使敵方人員眼花,但不會造成永久性傷害,這種武器稱為人員暫停和刺激反應激光步槍。雖然這項技術目前還處于樣品階段,投入戰場使用還有待時日,它同時裝配有“眼睛安全距離探測器”,使得對目標距離的感應能夠更加精確,以符合國際公約的規范。
致僵激光槍外型有長、短兩種,發射由紫外線激光器發出的光束,被擊中者全身肌肉神經都會發生抽搐、痙攣,直至僵硬而喪失行動能力。由于身體外部組織的保護,被擊者的心臟等重要器官不會受到影響,因此不會危及生命。調節激光槍的發射波長,“致僵射線”還可以用來破壞微芯片,從而使裝有芯片的機器,包括飛機、坦克、汽車、艦船及其他武器系統失調,喪失戰斗能力。
目前的趨勢是,科技不再單純只是戰士的助力,而是戰士的替代物。科技已經成為“當代戰爭的原動力”。因為它的目標不是解決紛爭,而是改變戰爭的形態。人不再是戰爭的主體,反而是機器使士兵變得多余,迫使他們提早從戰場撤出。顯然,激光武器的出現將使得現代戰爭科技邁向另一個嶄新的里程碑。