前言：激光武器长期以来一直是高度关注的高科技装备，因其入门门槛相对较低，多国投入研究，但自上世纪60年代至今，真正触及高能激光武器门槛的只有两国，其中中国取得了令人瞩目的进展，而美国的发展状况又如何值得探讨。

一：激光武器原理

激光是一种人为产生的、波长非常集中且指向性很强的光束，其工作原理来自爱因斯坦在1916年提出的受激辐射理论：原子电子吸收能量跃迁到高能级，随后回落时释放出光子，这些光子的光学特性高度一致并在极小空间内集中，其能量密度可比普通核武器高出百万倍，从而能瞬间使目标表面汽化；若持续汽化，目标材料蒸汽会高速喷出，导致表面形成凹陷甚至穿孔；蒸汽喷射产生的反冲会在物体内部形成激波，激波在背面反射后前后夹击使物体发生变形和断裂；被汽化的物质还可能被电离成等离子体云，释放紫外线和X射线对目标造成次级损伤。

作为以光速传播的打击手段，激光武器不需要传统弹道计算，瞄准即可命中，同时没有常规武器的后坐力与射击噪声，且使用成本较低；不过要实现毁伤目标必须具备足够高的功率，不但需要输出破坏目标的能量，还要克服大气传输导致的能量衰减。

激光武器的核心是激光器，按类型可分为化学型、固体型、液体型、光纤型、准分子型和自由电子型等几类。化学激光器通过燃烧如氘氦、氧碘、氟化氢或氟化氘等混合气体，在谐振腔内由自由的DF分子放出激光；气体激光器则用电激、气动、光或化学手段激发氦氖、氩离子、二氧化碳、氦镉或铜蒸气等气体产生激光；固体激光器多以掺杂激活离子的玻璃为基体，用光泵或其它辐射能量在聚焦腔内实现粒子数反转，再经谐振腔输出激光；液体激光器借助高速闪光灯发出极短脉冲去激发如乙醇、甲醇等有机溶液放光；光纤激光器是在光纤中实现高功率密度，使工作物质发生粒子数反转并通过正反馈回路形成激光；准分子激光器的工作物质是处于受激态的原子或分子，借由不稳定分子键断裂释放出光辐射能；自由电子激光器则不依赖传统激励物质，而是将自由电子束的能量直接转换为激光。

激光器的输出功率越大，能量转换效率通常越高，光束的发散也越小。1960年美国加州休格斯实验室制成了首束激光，它是用闪光灯对红宝石棒进行光泵浦而产生的，持续时间不到一毫秒且功率仅为几毫瓦。冷战时期美苏都竞相发展激光武器，但因受限于功率不足，难以造成永久性破坏；例如1982年英阿福克兰战争中投入的激光装备以及苏联研制的“三棱匕首"自行激光武器，最多只能导致短暂眩晕、暂时失明或损伤光电系统。

激光武器的实用化还依赖于光束控制系统与高精度伺服跟踪系统的配合：光束控制系统实质上是用来汇集激光的反射镜，镜面直径越大光束发散角越小，但镜面越大制造工艺也越复杂。为了在目标上停留并积累足够能量，需要跟踪瞄准精度优于一毫弧度，而当时的技术难以满足这一要求；此外，供电系统的体积与重量难以大幅缩减，导致早期高功率激光器非常笨重——例如德国在1982年研制的1兆瓦二氧化碳激光器重达20吨。

二：曾一度领先世界的美国激光武器研究

上世纪七十年代，美国在大功率化学激光器上取得突破性进展，随后在1975年至1984年间把一台波长为10.6微米的激光器装在一架NKC-135飞机上，并成功拦截了响尾蛇空空导弹和靶机。1971年，美国海军成立了高能激光武器计划管理办公室。到1977年，美国启动了“中波红外氟化氘化学激光武器”的研制，设计功率达到2.2×10^3千瓦。1983年，美国在白沙导弹靶场建立了相应的试验装置，并在1987至1989年间开展了靶向试验，击毁了一枚以约2.2马赫飞行的导弹。尽管激光器在功率上已经达到预期，但它的过重、造价昂贵、预算超支、化学燃料会产生有毒排放且作战时间短等缺陷难以克服，因而该方案被放弃。八十年代提出“星球大战”之后，美方也曾用中红外化学激光器试图摧毁大力神导弹的推进段，但面对持续供能和在数百公里外实现稳定瞄准锁定的难题，同样未能解决，最终放弃该路线。到了九十年代初，美国国防部转而把希望寄托于空基激光武器作为替代方案。

在诸多激光类型中，选定了单位功率高且在体积重量上较有优势的氧碘激光器作为武器化方向，期望输出达兆瓦级别。1994年的一次拦截试验取得成功后，美国空军于1996年启动了ABL（空基激光）项目。2002年，空军与波音签署了价值11亿美元的合同，计划在波音747-400F货机上安装由诺格提供的兆瓦级氧碘化学激光器。技术设计要求是能够在8到12秒内穿透距400公里外的弹道导弹弹体，每次出动能摧毁20到40枚弹道导弹，每次发射成本约为1000美元。按原计划，首轮拦截试验应于2003年进行，2006年具备初始作战能力，并在2008年生产7架作战飞机；不过研制过程中遇到了前所未有的技术难题。首台激光器模块的实际功率仅有十万瓦，仅相当于设计值的约10%，且出光时间只有5秒。2000年，波音对首架飞机进行了改装，把光学主镜置于前端的转塔球内，但高能激光与光束控制子系统直到2004年才交付。2004年，工程人员用六台氧碘激光器并联发射出一束仅持续一秒的激光。

由于各子系统测试一再延期，整套系统推迟到2008年才得以装机，2009年才实现了飞行中发射兆瓦级高能激光束。2010年，该系统成功摧毁了两枚导弹，但项目经费已飙升至36亿美元，整个计划的总花费可能超过100亿美元。此外，激光的有效拦截距离不足200公里，意味着飞机必须飞入对方防区上空执行任务，这对改装的波音747而言风险极大。奥巴马执政后，于2012年决定将这一不够实用的项目放入“飞机坟场”予以封存，历时16年的空基激光项目就此宣告终止。同期，美国海军在1995年也启动了舰载100千瓦级自由电子激光器的研发，但该型激光器功率在达到约14.7千瓦后陷入瓶颈，最终在2012年被取消。不过，2007年启动的光纤固体激光器项目在2008年完成系统集成，并于2012年装上“杜威”号驱逐舰前甲板，实测击落了3架无人机，但其功率低于30千瓦，难以拦截超声速反舰导弹。

2014年，美国在两栖运输舰“庞塞”号上部署了一套功率为33千瓦的LaWS舰载激光武器，该系统主镜直径约0.51米，由六台各5千瓦的商用光纤激光器组合而成。试验中，这套系统曾将一枚炮弹“打爆”、击落数公里外的一架无人机，并点燃近距离一艘快艇，但其基座体积庞大，占据了舰宽的大约三分之二，只能部署在直升机甲板上。该武器对火箭弹、炮弹和未经加固的无人机只能造成有限损伤，仅勉强达到“激光武器”门槛，作用距离仅在一到两海里范围内。若来袭导弹通过机动躲避连续照射，或在外表使用高反射或高散热材料，即便近距离激光能破坏其结构，导弹仍可能凭借惯性继续飞行并命中舰体。要把激光作用距离扩大到约10公里，意味着发射功率必须提升到100千瓦甚至更高，这是一个难以逾越的门槛。

2020年，美国海军又在两栖运输舰“波特兰”号上装配了一台板条固体激光器样机，该系统由7台15千瓦的板条激光器组成，总功率达105千瓦，勉强能拦截亚音速反舰导弹与飞机。后续的LwsD系统宣称达到了150千瓦级，但对单一目标的摧毁需要45秒以上的持续照射，这在3马赫级超音速反舰导弹来袭时根本无法保证拦截成功。若要对付超音速反舰导弹，所需功率可能要提升至300至500千瓦，但那将带来约25兆瓦的用电需求。相比之下，LaWS的输出也不过数百千瓦，而伯克级驱逐舰仅配备3台每台25兆瓦的艾利森燃气发电机，舰上还有耗电大的相控阵雷达。因此，若在舰上装设300至500千瓦的高能激光器，其巨大的电力消耗会占用全部备用容量，激光开启可能导致舰上其他关键系统（包括相控阵雷达）被迫停机，得不偿失。正因为如此，美国海军在舰载激光武器上至今仍难以突破电能与平台适配的瓶颈。

三：后来居上的中国激光武器

相反，中国率先冲破了这一瓶颈；实际上中国很早就开始研发微光（高能）激光武器，早在1964年便将激光武器列为重点攻关对象，立项为“6403工程”，并与中国科学院共同筹建了上海光机研究所，主攻高功率大能量激光器。他们建成了一套口径120毫米的振荡放大型激光系统，单次输出能量达32万焦耳，能够在10米处穿透80毫米铝靶，在2千米处穿透0.2毫米铝靶；同时研究出非稳腔激光器、片状激光器、振荡一扫描放大式激光系统、尖劈法光束质量诊断等关键元件与支撑技术。该项目还在低吸收高均匀性钕玻璃熔炼、高能脉冲氙灯、高强度介质膜与大口径光学精密加工等工艺上取得进展，但因热效应难题未能解决，于1976年被迫中止；不过激光技术并未停滞，1978年全国科学大会上约有近80项激光相关项目获奖。随后在国家“六五”“七五”攻关计划以及后来的“863”计划七大领域中，激光技术均被列为重大研发方向，持续获得政策与经费支持。

1993年，中科院大连化学物理研究所研制的化学氧碘激光器已能摧毁140米以外的目标；经过二十多年的发展，中国在高能化学氧碘激光器方面取得了重要突破，技术已逐步走向实用化。目前中国在激光武器研究上有五个课题处于世界领先水平，已研制出达到武器攻击强度的电子激光系统；2014年研制出一款名为“低空卫士”的固体战术激光武器，功率约10千瓦，测试中曾在2000米外击落30余架无人机。随后，保利集团在阿布扎比防务展上展出“沉默猎手”30千瓦车载激光防空系统，该系统在800米可烧穿五层2毫米钢板，1000米可穿透5毫米厚钢板，拦截无人机的最大射程达4000米，且是首个具有实战拦截记录的激光武器系统。沙特曾采购100套该类系统；中国科研团队还成功进行了百兆级激光武器用于打击弹道导弹的实验，这套系统与美国的多束光纤激光器在构型上相似，但在若干技术指标上更为先进。

在舰载激光武器方面，055型驱逐舰在设计时就预留了充足的电力输出，因此安装大功率激光武器并非难事；预计第三批次的055型会配备在九三阅兵中亮相的LY-1舰载激光武器。第一、第二批次的舰体中部甲板此前一直留有空位，推测当时即为未来安装类似武器而预留位置。LY-1舰载激光武器口径约达1米，估计功率超过300千瓦，是全球首个达到300千瓦级别的舰载激光系统，能在5秒内熔毁来自15千米外以3倍音速突进的反舰导弹的导引头。激光束也可以被聚焦在导弹蒙皮上加热致裂，触发内部易挥发物质发生爆炸；该系统还能持续发射以对抗低空群体无人机的饱和攻击，同时使敌方光学传感器失效。与红旗-9、红旗-10防空导弹及近防炮等舰载防空装备联合，形成综合防空体系；更重要的是，激光拦截每次发射成本仅为几元，而一枚红旗-10防空导弹造价则高达数百万元。

四：结语

尽管在1960至2014年间，美国在激光武器领域长期领先，但自2014年以后中国在光纤激光器与固体激光器等大功率激光输出技术上实现了突破。中国在新型泵浦激光设计、热隔离与光纤冷却优化等散热技术方面，以及可支持10兆瓦输出、直径约60毫米的钡镓硒激光晶体材料研究、光束控制与瞄准技术与散热管理技术上均取得了重要进展。这些技术进步使得从低空防御到舰载防御等多种激光武器能够大量装备部队并对外出口；而美国虽也发展多种激光武器方案，但多数仍停留在试验与测试阶段，仍未彻底解决散热与短时间高聚焦等难题。美方同功率机型的发热量往往是中国同类产品的数倍、体积也更大约三分之二，因此在实际装备化上进展缓慢，短期内难以规模部署。