激光與激光武器概論說到激光，人們可以想到光盤，想到打印機(jī)，想到種種方便了人類生活的發(fā)明創(chuàng)造。但是，最直觀的一種想法就是往往出現(xiàn)在科幻電影中的神奇而眩目的激光武器。以光作為武器在人類歷史上并非絕無僅有。相傳在公元前215年的第二次布匿戰(zhàn)爭中，西西里島名城敘拉古遭受羅馬艦隊圍城。城中的偉大的科學(xué)家阿基米德利用自己設(shè)計的拋石器將可染油料的陶罐拋射到羅馬戰(zhàn)艦之上，然后利用巨大的凸透鏡聚焦太陽光點燃敵船，被稱為“死亡之光”。以至于美國的一位教授將其煞有介事地稱其為“激光武器之父”。阿基米德的這種想法可能來自與他在當(dāng)時的學(xué)術(shù)之都埃及首都亞歷山大里亞留學(xué)時觀看七大奇跡之一的法洛斯燈塔的經(jīng)歷有關(guān)。不管這種傳說是真是假，這座地中海的糧倉還是在3年后陷落在羅馬共和國的鷹旗之下。盡管羅馬將領(lǐng)尊重阿基米德，下令軍隊要禮待他，不得傷害，但是他還是被一名粗暴的羅馬士兵殺死。于是這個事件也成了政治摧殘科學(xué)的典型。無獨有偶，公元6世紀(jì)，東羅馬首都君士坦丁堡遭遇圍城，也是依靠巨鏡燒毀敵艦脫險，戰(zhàn)果幾乎可以與摧毀了阿拉伯海軍的拜占庭的秘傳武器“希臘火”相提并論。敘拉古的阿基米德（287BC-212BC)但是以上所說的這些依靠傳統(tǒng)的光學(xué)知識制成的武器不但威力有限，而且在歷史上的地位也是傳奇意義大于其實際意義的。基本只存在于傳說中。甚至可以以孤證不立的原則將其忽略不計。真正的應(yīng)用于武器領(lǐng)域那還是要到激光發(fā)明之后。LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation即Laser，按照其意義來說應(yīng)當(dāng)為：“受激輻射的光放大”。形象的音譯為“鐳射”，在1964年，根據(jù)錢學(xué)森的建議，將其改稱為“激光”。這也就是我們目前最常見的稱呼了。

既然激光的本義是：受激輻射的光放大。那么要了解激光就得先了解一下受激輻射。受激輻射的理論最早是由愛因斯坦在1916年研究普朗克的黑體輻射公式的時候提出的。首先是光的自發(fā)輻射在沒有外來光子的的情況下,處于高能級的原子以一定幾率向低能級躍遷自發(fā)輻射是一個隨機(jī)的過程,處在高能級的原子,什么時候向低能級躍遷發(fā)射出光子,帶有很大的偶然性,因而氣體中原子自發(fā)輻射過程中所發(fā)射的光子(或光波),其相位,偏振態(tài),傳播方向都沒有確定的關(guān)系.即自發(fā)光波是不相干的.而受激輻射則是在頻率為E2-E1/h的外來光子激勵下,處于高能級E2的原子,向低能級躍遷,發(fā)射一個頻率與外來光子頻率相同的光子.受激輻射是在外來光的激勵下產(chǎn)生,所發(fā)光波頻率,相位,偏振態(tài)和傳播方向都與外來光波相同.所以是相干的.它使入射光波(外來光)加強(qiáng),增加其通量密度.激光就是受激輻射的光放大.激光器組成可以分為：（1）激活介質(zhì)(或工作物質(zhì))工作介質(zhì)具有亞穩(wěn)能級是使受激輻射占主導(dǎo)地位，從而實現(xiàn)光放大。（2）激勵能源工作介質(zhì)吸收外來能量后激發(fā)到激發(fā)態(tài)，為實現(xiàn)并維持粒子數(shù)反轉(zhuǎn)創(chuàng)造條件。（3）光學(xué)諧振腔腔內(nèi)的光子有一致的頻率、相位和運行方向，從而使激光具有良好的定向性和相干性。如果一個系統(tǒng)中處于高能態(tài)的粒子數(shù)多于低能態(tài)的粒子數(shù)，就出現(xiàn)了粒子數(shù)的反轉(zhuǎn)狀態(tài)。那么只要有一個光子引發(fā)，就會迫使一個處于高能態(tài)的原子受激輻射出一個與之相同的光子，這兩個光子又會引發(fā)其他原子受激輻射，這樣就實現(xiàn)了光的放大；如果加上適當(dāng)?shù)闹C振腔的反饋作用便形成光振蕩，從而發(fā)射出激光。這就是激光器的工作原理。

光學(xué)諧振腔的原理：工作介質(zhì)實現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)后就能產(chǎn)生光放大。諧振腔的作用是選擇頻率一定、方向一致的光作最優(yōu)先的放大，而把其他頻率和方向的光加以抑制。凡不沿諧振腔軸線運動的光子均很快逸出腔外，與工作介質(zhì)不再接觸。沿軸線運動的光子將在腔內(nèi)繼續(xù)前進(jìn)，并經(jīng)兩反射鏡的反射不斷往返運行產(chǎn)生振蕩，運行時不斷與受激粒子相遇而產(chǎn)生受激輻射，沿軸線運行的光子將不斷增殖，在腔內(nèi)形成傳播方向一致、頻率和相位相同的強(qiáng)光束，這就是激光。選擇光傳播方向滿足的頻率才會被相干加強(qiáng)激光有許多優(yōu)越的特點：高亮度紅寶石激光器發(fā)射的光束在月球上產(chǎn)生的照度約為0.02勒克斯，

若用功率最強(qiáng)的探照燈照射月球，產(chǎn)生的照度只有約一萬億分之一勒克斯

一般的激光器亮度可達(dá)到比太陽表面的亮度大10億倍.高方向性激光器發(fā)射的激光，光束的發(fā)散度極小，大約只有0.001弧度，接近平行。地球離月球的距離約38萬公里，但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照燈光柱射向月球，按照其光斑直徑將覆蓋整個月球。高單色性激光的光波的波長的分布范圍可以低于10-8nm。高相干性激光相位一致，是相干光，有很好的時間相干性和空間相干性。從人類的歷史上看，將最新的科技成果應(yīng)用于軍事，那絕對是順理成章的事情。在過去的兩千年中，冶鐵，馬鐙，黑火藥的軍事應(yīng)用都是革命性的。自19世紀(jì)特別是20世紀(jì)以來，這一趨勢尤為明顯，從前數(shù)百年一次的軍事技術(shù)革命在20世紀(jì)已經(jīng)成為家常便飯。當(dāng)然，激光除去在民用領(lǐng)域的許多重大作用之外，也不可免俗的應(yīng)用在了高科技的兵器之上。激光武器是一種利用沿一定方向發(fā)射的激光束攻擊目標(biāo)的定向能武器，具有快速、靈活、精確和抗電磁干擾等優(yōu)異性能，在光電對抗、防空和戰(zhàn)略防御中可發(fā)揮獨特作用。激光作為武器，有很多獨特的優(yōu)點。首先，它可以用光速飛行，每秒30萬公里，任何武器都沒有這樣高的速度。它一旦瞄準(zhǔn)，幾乎不要什么時間就立刻擊中目標(biāo)，用不著考慮提前量。另外，它可以在極小的面積上、在極短的時間里集中超過核武器100萬倍的能量，還能很靈活地改變方向，沒有任何發(fā)射性污染，因而具有常規(guī)威懾力量。激光武器分為三類：一是致盲型。二是近距離戰(zhàn)術(shù)型，可用來擊落導(dǎo)彈和飛機(jī)。1978年美國進(jìn)行的用激光打陶式反坦克導(dǎo)彈的試驗，就是用的這類武器。三是遠(yuǎn)距離戰(zhàn)略型。這類的研制困難最大，但一旦成功，作用也最大，它可以反衛(wèi)星、反洲際彈道導(dǎo)彈，成為最先進(jìn)的防御武器。激光武器的效費比是比較高的。在防空武器方面，當(dāng)前主體是導(dǎo)彈，激光武器與之相比消耗費用要便宜得多。例如，一枚“愛國者”導(dǎo)彈要60－70萬美元，一枚短程“毒刺”式導(dǎo)彈要2萬美元，而激光發(fā)射一次僅需數(shù)千美元，今后隨著技術(shù)的發(fā)展，激光發(fā)射一次的費用可降至數(shù)百美元。提到激光武器就不妨說一說他的另一位競爭者，即電磁炮。電磁炮的原理并不復(fù)雜。在初中高中的物理練習(xí)題中都曾經(jīng)多次出現(xiàn)。從本質(zhì)上來講是一種特殊的電動機(jī)，只不過沒有什么轉(zhuǎn)子，而是直線加速的炮彈，速度