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第二部分2（第1页）

第二部分（2）

需要指出的是，激光武器所谓的功能只是相对的。如果防空激光武器平射的话就成了陆战兵器。而且所有防空激光武器的致盲能力都是非常强的，不言而喻，对具有能熔化金属能量的激光武器，来说当然巾也是一件纵火兵器了。，

激光技术模拟

80年代初，我国华北某地，正在进行着一场激烈的实兵对抗演习。

一辆正在高速冲击的步兵装甲战斗车，突然冒出了一股黄褐色的烟柱，车身上的红色告警灯忽明忽暗地闪烁起来，与闪光的同时，音响报警器也“嘟、嘟”地响个不停。只见这辆战斗车紧急制动，发动机熄火，原地“趴”下不动了。与此同时，指挥台上的计算机屏幕上显示出“蓝军”步兵战斗车一辆被“红军”反坦克导弹击毁、丧失战斗能力的信息。参谋人员还没来得及把情况记录下来，打印机已把损失情况双方力量对比等情况打印出来了。

这时，几架直升机突然从山谷里钻了出来，正在悬停选择机降场地时，其中的两架也和那辆步兵战斗车一样，从尾部腾起了一股浓烟，旋即这两架直升机没有降落，拖着烟飞走了。指挥台上的计算机屏幕上显示“红军”突击分队在实施机降渗透战斗中，两架直升机被“蓝军”地面防空火力击中，退出了战斗。

“蓝军”凭借优势兵力和集群坦克，渐渐冲到了“红军”的防御圈前。这时，只见壕沟里跃出一位小战士，在“火力”的掩护下，迅速架起了82无后坐力炮，在装弹完毕准备瞄准时，这位小战士的头盔上冒出了一股黄烟。当他刚趴下时，后面又跃出两名卫生救护人员，担架还没撑开，这两名救护人员的头盔上也冒出了黄烟，只好无可奈何地卧倒不动了。

只见指挥台上一位指挥员不停地吼道“乱弹琴，一点也不注意利用地形地物；只知道蛮干，真打起仗来还了得！”接着转过身来，拉着一位长者的手，激动地说：“要不是你们研制出来的激光模拟战术器材，在演习中还真是不知道训练效果是什么样子呢，太感谢你们了”。

原来，这次演习“红军”、“蓝军”双方，都装备了我国自行研制的激光战术模拟器材，一改以往演习如演戏的状况，战场损失情况一目了然。

这种激光模拟器材的原理非常简单，主要分为发射和接收两大部分。

发射部分就是一支微型激光器装在特制底座上。底座可以根据武器的不同而调整或更换。激光器通过底座固定在枪、炮、和导弹发射架上，当瞄准后扣动扳机时，扳机与激光器的开关联动，于是就随着空包弹（一种用于演习的无头子弹）的响声，发射出了一串激光脉冲信号。

接收部分是一套光电探测器，内有调解电路，以区别不同的武器光束。安装在装甲车辆、飞机的适当部位和人员的头盔上。当接收到对方发射的激光信号后，通过光电转换，触发有关“门”电路，电路接通微型发烟器的引信和声光报警装置，这样就被告知“你被击中了！”

同理，在要害部位如碉堡、掩体安装接收器，普通的枪弹激光信号击中时不起作用，而当重武器如“炮弹”激光信号击中时，就会发出烟雾和声光信号。

目前世界上比较先进的激光训练模拟器材，当属美国的MILES系统。该系统有40多种模式可供选用，可以模拟的武器包括：各种枪支、地炮、坦克炮、高炮、航炮、火箭、战术导弹等，．不同武器射出的激光弹都有各自的编码，目标可以根据这些编码判断是什么武器击中了它，因而不会发生“步枪击毁坦克”之类的谬误。该系统可以供师一级的部队把人员分成敌对双方，使用直升机、坦克、导弹、各种枪炮，进行有声有色完全像真实战斗一样的演习。

以MILES系统中M16步枪射击模拟器为例，其射击部分是安装在步枪上的激光发射器，靶标是安置在士兵佩带的背带和头盔上的硅光二极管和微处理电子线路。当使用者瞄准“敌人”射击时，扣动扳机，打响空包弹，音频探测器收到此响声即通过电子线路触发激光发射器，射出一“枚”激光弹—波长为0。9微米，对人眼无害的激光脉冲。激光“弹”由两束截面积为同心圆的同轴激光束组成，两束激光都带有各自的编码。中心的一束表示命中，外面的一束表示近距离脱靶。被射击者身上的探测器接受射来的激光弹，立即由电子线路译码识别。若是近距离脱靶，其身上的蜂鸣器便发出断续的响声，告知被击者“有人向你开枪”，应赶紧躲避或把对方干掉。如果是命中，蜂鸣器便发出持续不断的响声。被击者必须把激光发射器上的一把特制的钥匙取下，方能止住叫声。但钥匙一经取下，被击者的激光发射器就不能再发射激光弹，因而不能再参加战斗了。

用激光模拟器训练部队，由于具有真实感，看得见射击效果，特别适合于对抗演习，使枯燥而又艰筝事训练变得像做游戏一样有趣，从而激发了战士们的训练热情，提高了训练效果。据国外试验数据发明，用激光模拟器训练出来的部队，射击命中率要比传统方法训练的部队高30%，射击速度快5%。同时，还可以节约大量的弹药，减少武器的磨损，对部队和居民都很安全，对环境没有破坏和污染，不需要特定的靶场等。综合起来看，其整体效益是显而易见的。

最亮的光源

就人类知识所知，世界上存在的最亮天然光源是太阳。太阳的表面温度约为6000K，而目前实验室用现代技术所能创造出的最亮光源是热核聚变等离子体，它的中心温度可达十几亿度。可是即使是温度如此之高的光源，它的单色亮度，又叫光子简并度（即单一辐射模中存在的光子数），却是很小的。拿太阳来说，它在600纳米（毫微米）波长的单色亮度只有■，而聚变等离体在同一波长的值，虽然略高一些，充其量也不过是103。而激光则不然。由于光腔的限模作用和光子在腔内的反复放大，故而单色亮度特高。拿一台普通的输出功率仅几毫瓦的氦氖激光器来说，它的单色亮度却可达到１０＼＋６，远远超过了任何其他光源，对于输出单模功率更大的激光器，这一数值将会更高。由此可见，激光是世界上现存的单色亮度最高的光源。

最强的电场

我们知道，电磁波是场存在的一种形式。高功率激光也就是一种高强度电磁场。目前，世界上已出输出脉冲功率高达１０＼＋＜１４＞～１０＼＋＜１５＞瓦的超高功率激光器，若用透镜将这种激光聚焦成直径为100微米的光斑，其功率密度将达１０＼＋＜２３＞瓦／米＼＋２，相应于此的电场强度将高达１０＼＋＜１２＞瓦／米＼＋２。这一场数值不仅远远超过了目前在实验室用其他方法所产生的场强（１０＼＋７瓦／米＼＋２），而且也达到了氢原子的库仑场强（5。14×１０＼＋＜１１＞瓦／米＼＋２）。这意味着，任何原子在碰到如此强的场强时，它周围的电子都将被该场拉开而剥离，最后形成裸核，至少在一个瞬间是如此。

最大的压强

在激光聚变研究中，为了减轻对高能激光驱动器的功率要求，科学家们提出了一种向心聚爆压缩实现热核点火的方案，方案的实质是利用许多束脉冲激光，从四面八方同时均匀地照射一个热核材料靶丸，该靶丸的外表面首先被蒸发而形成一层等离子体，束能在临界密度（该处等离子体的频率等于入射的激光频率）附近形成一层内稠外疏的等离子体冕区。沉积在冕区的热能通过电子向内传导，达到未加热的靶面，并引起靶面物质迅速消融并产生极大的热压强，外层热粒子将以极大的速度向外喷射逃逸。按动量守恒原理，一个大小相等、方向相反的反冲力，则将内表层的粒子猛烈地压向球心，迫使壳层半径收缩，而形成一个温度极高，密度极大的蕊核，从而引起热核点火。在这一过程中，蕊核受到的压强约为１０＼＋＜１２＞atm。这是迄今为止人类所获得的最大压强。

最短的光脉冲

自然界中存在着许多变化时间极短的过程（包括物理、化学和生物过程）。人们要研究这样的过程，探索其规律，就需要有相应的探针。可是在激光问世以前，由于技术的限制，这种探针是无法找到的。只是到了80年代，激光技术的发展有了新的飞跃之后，这个问题才有了解决的可能，并且也已成为现实。目前利用腔内对碰锁模技术和腔外脉冲压缩技术，都能获得超短激光脉冲。利用后者，科学家已获得了6飞秒（＼＋＜－１５＞s）的光脉冲，创造了超短脉冲激光的新记录，这一成果对于开展瞬态过程的研究，提供了极其有用的工具。

最高的光谱分辨率

在激光没有发展之前，由于所有的光谱方法都无法消除因原子（或分子）运动所引起的多普勒加宽，致使光谱分辨率始终无法突破这一限制，不管你采用多么大的光栅和多么好的法布里一珀罗干涉仪，其光谱分辨率却只能停留在10＼＋４～１０＼＋６的量级。这已成为高分辨光谱学发展的一个重大障碍。激光出现以后，情况发生了革命性变化，科学家们利用激光与物质相互作用的非线性效应，如饱和吸收、双光子过程，以及瞬态光学效应等，不仅可以突破原子多普勒加宽给高分辨光谱带来的限制，甚至还可突破自然线宽的限制，实现亚自然线宽的超高光谱分辨率。目前，非线性激光光谱已达到了１０＼＋＜１０＞～１０＼＋＜１４＞的超高分辨率，使光谱学的分辨率一下子提高了7～8个量级。正因为激光光谱具有这种非凡特性，人们才有可能涉足于过去无法想象的对黎德堡态和自电离态的研究。因此，可以说激光光谱又为人们窥视更深一层的微观世界打开了一扇封闭的门。

最高的灵敏度

最高的灵敏度利用单模激光良好的单色性和方向性，可以高选择性地激发处于空间某一点的单个原子，如稀疏原子束中的某个原子，或者使之发光，或者进一步激发而使之电离，通过光子计数或电离脉冲计数，人们便可检测出单个原子的存在和它的其他行为。这不仅对超微量检测，而且对原子物理本身的基础研究，都具有重大的意义。这一点，没有激光是根本不可能做到的。

最冷的原子

我们知道，一束原子束，如果对着它的运动方向，用一束激光照射它，原子在吸收了光子之后，将因自发辐射而辐射出光子。由于吸收只在一个方向，而发射却可在4π订立体角中，按动量守恒原理，原子的束向动量将因这一过程而遭到损失，多次重复这一过程，原子的运动就可逐步停止下来。当然，在这一过程中，为了匹配原子因每次减速而引起的多普勒频移，照射用的激光是需要扫频的。目前这项工作已取得很大成就，原子已可冷到量子极限以下。对一维原子束最低冷却温度已达２μK，远低于多普勒冷却极限。据估计，原子的最低冷却温度可达10K，以至于零。这是目前世界上获得的最冷的原子温度。

古代的计时方法

在人类刚脱离动物界的时候，大约还很难有什么时间意识。他们只能遵从太阳的安排，在白天进行采集和狩猎。“日出而作，日没而息”，使他们开始就有了朦胧的“日”的概念。人类共同的活动，需要有更长的时间单位。要造一把石斧，一枚骨针，原始人常常要相当时日。那么，他们是如何计算日子的呢？

我们古代有一种“刻木记日”方法，即在竹片或木板上刻痕来计算日子。例如，甲乙两人约好10天后在某地相聚，如何才能不致搞错呢？他们在约定时就找一小块木板，用力在上面刻上10条口子，然后从中间竖直剖为两片，就像“介绍信”与“存根”一样，甲乙各执一半。每过一天，他们都削去一格，当10格削完之日，就是他们相见之时。这种原始的记日方法后来也为监狱中犯人所采用，他们往往过一天就在墙上或地上划上一划，以此来计算度过的光阴。

还有一种“结绳记日”的原始方法：人们在一根长绳上以打结来计算日子。例如某人要到远处什么地方去，他就在腰间围上一根绳子，出发后，即在夜晚投宿前打个结。每走一天打一个结，当到达目的地后，他就可以从绳上有多少结知道他这一次走了多少日子，并从中可以估计这地方的远近。当他准备回家时，则在返回路上走一天解开一个结．等到绳上的结全部解开，他也就应该回到家了。