Импульсные лазеры армии США могут мгновенно генерировать мощный всплеск энергии.
Армии США требуется более эффективное лазерное оружие, которое будет не просто сжигать цель, а скорее разрезать ее на части, информирует Эксперт со ссылкой на The National Interest.
Вместо маломощных лазеров непрерывной интенсивности, которые излучают постоянный поток энергии, армии нужны импульсные лазеры, которые производят прерывистые, но интенсивные вспышки, способные быстро уничтожить цель. Импульсные лазеры уже используются в коммерческих целях для точной резки и травления.
Насколько велика будет разница? Подумайте вот о чем: вооруженные силы США планируют установить 50-киловаттное лазерное оружие непрерывной волны на бронемашины Stryker к 2023 году.
Киловатт — это 1000 ватт. Теперь армия хочет разработать тактические ультракороткие импульсные лазеры с минимальной пиковой мощностью в один тераватт и максимальной в пять тераватт. Тераватт — это триллион ватт.
«Нынешние лазерные системы оружия высокой энергии (HEL) в основном состоят из лазерных источников непрерывной волны (CW) с выходной мощностью в киловатты», — объясняет военное исследовательское агентство. «Эти лазерные системы киловаттного класса преимущественно поражают цели путем поглощения света, либо вызывая горение и плавление цели, либо подавляя оптические датчики высокой интенсивностью».
Ключевым фактором, определяющим эффективность лазерного оружия, является то, как долго луч должен оставаться сфокусированным на цели. Для США и других стран, разрабатывающих лазерное оружие для уничтожения быстродвижущихся или труднодоступных объектов, таких как баллистические ракеты или беспилотники, жизненно важна способность быстро и интенсивно воздействовать на движущуюся цель. Хотя КВ-лазеры могут быть полезны, «в силу их принципиально различной природы лазеры с длительностью импульса в диапазоне фемтосекунд [одна квадриллионная доля секунды] обеспечивают уникальные тактические возможности благодаря быстрому выделению огромной мощности», — считают в армии.
Большим преимуществом импульсных лазеров является то, что они могут уничтожить или вывести из строя цель несколькими способами. «В то время как большинство CW-лазеров просто плавят цели, системы USPL способны нейтрализовать угрозы с помощью трех различных механизмов: абляция материала цели, ослепление датчиков за счет широкополосной генерации суперконтинуума в воздухе и генерация локализованных электронных помех, используемых для перегрузки внутренней электроники угрожающей цели», — объясняют в армии.
Импульсные лазеры могут мгновенно генерировать мощный всплеск энергии, по словам Денниса Киллингера, заслуженного профессора физики из Университета Южной Флориды.
«Основное различие между КС и фемтосекундными лазерными импульсами заключается в том, что мгновенная пиковая мощность 200-фемтосекундного импульса составляет около одного тераватта, так что мгновенная мощность примерно в тысячу миллиардов раз больше, чем у КС-лазера», — сказал Киллинджер в интервью The National Interest. «При такой высокой пиковой мощности материал мишени будет резаться, а не гореть, а другими преимуществами будут направляемый луч и некоторое образование плазмы, которая может повлиять на электронику».
Конечно, есть одна загвоздка. Лазерная технология непрерывных волн существует достаточно давно, чтобы военные смогли упрочнить систему для использования в полевых условиях. За последние двадцать лет импульсные лазеры «перешли от необходимости строить специальные здания в национальных лабораториях к месту на академических оптических столах по всей стране», — замечают в армии. Но импульсные лазеры «хотя и многообещающие, все еще имеют много препятствий, которые нужно преодолеть в SWaP [размер, вес и мощность], соответствующих рабочих средах и стабильном массовом производстве».