以色列激光武器光纖合成技術簡析
來源：軍鷹資訊
2020年以來，以色列軍方、警方都在積極研發(fā)新型車載激光武器系統(tǒng)。以色列國防軍現(xiàn)役的以導彈反導彈“4層導彈盾牌”，盡管其技術運用先進，但造價昂貴、不易操作、先天存在性能短板與缺板，尤其在作戰(zhàn)和后勤方面表現(xiàn)更為突出，因此，以色列軍方對運用激光技術、特別是柔性固體激光技術——光纖激光器合束技術——表現(xiàn)出很大興趣。
以色列激光武器裝備研發(fā)歷程簡述
以色列與美國合作，從20世紀90年代初就研制成功了“鸚鵡螺”氟化氘化學激光武器試驗系統(tǒng)，但因體積大、化學燃料有毒、保障困難而被取消；2006年，以色列與美國諾格公司，合作開發(fā)了“天空衛(wèi)士”氧碘化學激光武器試驗系統(tǒng)；2008年，以色列又研制出世界首型使用固體激光器的反炮兵彈藥激光武器系統(tǒng)。但是，無論是化學、還是硬固態(tài)激光武器，都存在著體積大、散熱困難、保障難度大等問題。因此，以色列由開始了新的激光器探索。以色列拉斐爾先進防務系統(tǒng)有限公司，于2009年開始了以柔性固體——光纖激光技術為基礎的反炮兵彈藥系統(tǒng)的研發(fā)工作，并在2014年新加坡航展上公布了一種名為“鐵束”的高能激光武器樣機，該系統(tǒng)使用2個千瓦級的光纖激光器，分別安裝在兩個車輛上進行發(fā)射，然后在目標的瞄準點上進行光束疊加。
以色列“鐵束”激光武器射擊目標示意圖
“鐵束”系統(tǒng)最大有效射程為7公里，可有效解決“鐵穹”系統(tǒng)面臨的兩大問題：第一個是成本效率低、無力應對密集攻擊；第二個是實施一次攔截的成本大約要10萬至15萬美元。由于“鐵束”系統(tǒng)每次發(fā)射成本僅需2000美元，因此，可以同時解決上述2個問題。
“鐵束”的關鍵技術之一是諸多小激光器集成
小激光器的獲得目前有兩大類型：一是光纖激光器或激光腔，二是半導體激光器。目前，主要有4種集成方法：一是多個單管的小半導體激光器集成；二是光纖巴條，即把諸多小光纖激光器發(fā)射腔并列集成為線陣；三是面陣，即把諸多“巴條”在橫向上集成為一個平面；四是疊陣，即把諸多“面陣”在縱向上集成為疊陣。這樣，諸多小激光器或小激光腔發(fā)射的弱激光就能合成發(fā)出一束強激光。實際上，就是從點到線、從線到面、從面到陣，很多道的小激光就能整合為一道強激光。
“鐵束”的關鍵技術之二是諸多小光束的合束
所謂合束，就是把很多個小激光器發(fā)射的弱激光束合成一道強激光束，其能量更大、功率更強，以便有效殺傷目標。
半導體或光纖激光器是高功率激光系統(tǒng)的理想光源?；诩す馕淦骷肮I(yè)應用需求，必須采用多道小光束合成一道大光束的方法以提高總功率需求，主要包括非相干合束和相干合束兩種方式。典型的非相干合束是通過控制光束，在遠場（更遠的距離上）高度重合、交疊實現(xiàn)（簡稱“空間合束”），美國和德國有些激光武器系統(tǒng)就基于此原理構建。另一種非相干合束是光譜合束，也就是將不同波長的多路激光，精確調整合束來實現(xiàn)。相干合束是將N束窄線寬光源（單頻光源最佳）進行相干疊加，可將相干合束分為近場相干和遠場相干兩類，由于其技術運用復雜，美歐以色列等國目前已經(jīng)不再運用此方法進行合束。
“鐵束”系統(tǒng)發(fā)出的強激光，應該是采用了諸多小光纖激光器集成為疊陣，同時用2道空間合束的強激光束照射目標，以達到殺傷目標的戰(zhàn)術作戰(zhàn)目的。
“鐵束”激光武器分別從2個平臺發(fā)出2道強激光（每道激光都經(jīng)過合束），同時疊加照射目標，從上升段攔截來襲目標的示意圖
“鐵束”激光武器的戰(zhàn)略意義與作用
彌補傳統(tǒng)防空反導兵器的短板與缺板，以高效對抗齊射、群襲。2019年9月14日，沙特油田被齊射的無人機和巡航導彈群襲；2014年以來，在加沙不斷發(fā)生沖突中，以色列遭到大量火箭彈襲擊。這些都已經(jīng)表明，沙特、以色列的對手，已經(jīng)能夠利用“愛國者-3”“鐵穹”防空導彈系統(tǒng)的先天技術弱點，通過無人機、巡航導彈、火箭彈等廉價兵器實施飽和式空襲。在“鐵穹”防空導彈難以全面完成攔截任務時，“鐵束”以其緊湊高效、作戰(zhàn)使用成本低廉、易于保障的強激光效應，一舉扭轉了在戰(zhàn)術上難攔截、在戰(zhàn)略上被動挨打的雙重局面。綜合運用激光反導與導彈反導裝備手段，優(yōu)勢互補。在壞天氣、需要飛行拐彎時，交給導彈來攔截；在較好氣象、需要視距內直接射擊時，交給激光打，也就是說，以先進激光武器彌補現(xiàn)役防空導彈諸多性能的不足。
以色列“鐵束”激光武器攔截無人機目標示意圖
