看板 Military作者 amidha (東岐明)標題 [提問] 美軍黑科技—超短脈衝雷射武器時間 Tue Apr 18 20:56:16 2023
https://www.youtube.com/watch?v=ywLzpd5ZsrI
如上影片所述，美軍最新研發的超短脈衝雷射器
◎可以在一千萬億分之一秒內，發射一萬億瓦能量，瞬間摧毀目標。
◎雷射於一定強度下，脈衝於空中產生強大磁場可以引致透鏡效應，
從而形成自聚焦脈衝的孤子效應，使能量不致散射逸失。
◎由於能量極高，可以讓照射目標氣化蒸發。
◎擊中金屬目標，將產生高速電子及電磁脈衝，足以破壞週遭電子設備。
聽起來很神，但以前從未聽過有這種科技武器？
如果成真，那所有導彈，連炮彈在內，都可以被這種雷射科技防衛阻擋。
有高手可以介紹一下這種超短脈衝雷射科技的現況嗎？謝囉！
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東海岐居 淑世明道 狂知狷行 浪遊混跡
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東岐明道
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※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 118.232.101.3 (臺灣)
※ 作者: amidha 2023-04-18 20:56:16
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※ 編輯: amidha (118.232.101.3 臺灣), 04/18/2023 20:57:08
→ birdy590: 應該又是51區裡面在搞的東西3F 04/18 21:03
推 adagiox: 飛秒雷射？
看到中文光轉換單位就呆好久4F 04/18 21:06
→ birdy590: 爬了一下 前幾年有公佈一些資料 已經有實驗成功的只是尺寸有一整個貨櫃那麼大 要武器化需要縮小6F 04/18 21:11
推 Su22: ABL機表示:我的事業第二春來惹?8F 04/18 21:18
推 kdjf: 皮秒而已，而且總能量1J... 這重點會是重複頻率。脈衝雷射破壞效率會高於CW也不是新鮮事，但離實用還早而且台灣叫"兆"中國出這種誇大新聞十之八九要接到中或贏的，沒必要認真10F 04/18 21:33
推 li118: 1樓，那個1ps內應該是指脈衝導通到峰值的時間，畢竟功率是平均到一秒內的單位看不出威力14F 04/18 21:40
推 Rantemario: 兆分之一秒為100fs 加上高peak power應該是要用nonlinear kerr effect改變空氣折射率讓光可以在空氣聚焦16F 04/18 21:41
→ li118: 不過1ps到底怎麼做到啊，市面上車用GaN的雷達driver 也都還需要1-5ns19F 04/18 21:41
→ Rantemario: 鎖模雷射做到百fs輕而易舉
這種可以大幅增加雷射在空氣傳播而不顯著發散的現象叫filamentation21F 04/18 21:42
推 li118: 原來如此，phase lock 可以到那麼快噢@@24F 04/18 21:44
噓 wahaha99: 現況就是做出來再說 不要一個頻道扯淡就上來問26F 04/18 22:08
→ steelgate: 原來Kerr Effect還有這種用途 受教了27F 04/18 22:08
→ wahaha99: 一千萬億分之一秒內照射一萬億瓦能量...
總能量不是只相當千分之一瓦．秒? 這到底在寫什麼28F 04/18 22:14
推 kentko: 簡單來說就是把能量輸出壓縮到皮秒甚至飛秒的時間尺度內
因為瞬間的光強度超高，在此情況下，被照射的物體被破壞的損壞臨界值更低30F 04/18 22:20
→ wahaha99: 可是總能量就那一點.... 能起到多大作用?34F 04/18 22:24
→ kentko: 會比單純超高功率的連續波雷射更有效率就是
就因為非常集中呀，印象中損壞臨界值到皮秒或飛秒尺度有機會降到原本的幾分之一甚至幾十分之一35F 04/18 22:24
推 Rantemario: 那種破壞方式基本上是直結把原子裡的電子扯出來 不是把東西融化38F 04/18 22:34
推 u555108: 請站内說是哪家醫院？哪位醫師？謝謝。40F 04/18 22:35
推 kentko: Wa大大的意思我能理解，要靠雷射破壞物體需要的能量超級大，靠脈衝光的話大概也只能提高破壞的效率並讓原本的機台稍微小型化吧41F 04/18 22:35
推 art1: 那影片的中文還真難懂 XDDD45F 04/18 22:41
推 Muscovy: 科科 這影片太唬爛了，嘴上講 pulsed laser weapon，秀出來的全都是 CW laser。Kerr effect 是要克服的大氣現象，也被唬爛成「用大氣聚焦」，總之實在太唬爛了。XD46F 04/18 22:45
推 Rantemario: kerr effect基本上在這裡的確是改變空氣折射率 讓空氣用來當透鏡抵銷雷射光在傳遞時的發散
birdy第一個連結也提到平均功率相較cw的數千上萬瓦 飛秒雷射需要的平均功率是數十瓦。相較之下可能熱的處理比較簡單 但這方面我比較不確定52F 04/18 23:16
推 kentko: 因為雷射時間超級短，熱量傳遞的影響應該超級少57F 04/18 23:39
推 Muscovy: 其實 Kerr effect 是跟場強相關的非線性項...
這一項主要在干擾 high power CW laser 的大氣傳遞.所以 Kerr effect 幾乎等於 long range CW laser 的毛病...
pulsed laser 瞬間就過去了, 不受這個效應的影響.所以正確的說法是 pulsed laser 免疫 Kerr effect.但是影片中解釋成利用 Kerr effect 產生 soliton...59F 04/19 00:00
推 linbryan: 瓦特=J/sec.時間越短.瓦越大。但造成破壞在J.瓦超大.J不夠電子都打不出66F 04/19 00:04
→ Muscovy: 達成 long range transmission 不失真...... XD
這個解釋在某些特殊領域是對的, 尤其是無線光通訊.但我沒聽過有人把這個說法套用到雷射武器上.68F 04/19 00:04
推 Rantemario: 他說的是空間soliton
搭配介質(這裡是空氣)抵銷雷射自己本身的發散71F 04/19 00:08
推 Muscovy: 有特殊波導的物理光學才會有這種 soliton 的解啊.大氣沒有這麼理想的邊界條件...
大氣的擾動, 就連適用線性方程式的現象都很難解了73F 04/19 00:12
推 Rantemario: kerr effect特色即是intensity強的地方 折射率會隨之增加。一個高斯分布的雷射光束空間上中間強旁邊弱 那不就剛好形成一個中間厚邊緣薄的透鏡 所以影片說利用大氣聚焦是沒有太大瑕疵的
當然還有一些plasma的產生會導致折射率下降 那這些的平衡跟精準計算就是武器化的要點
birdy590的第二個連結其實關鍵字找一找應該都有大量論文
這東西沿著雷射指向沿途產生的plasma以前就有拿來引閃電76F 04/19 00:15
推 Muscovy: 講影片就更離譜了, 影片中所有的 laser weapon...都不是 pulsed laser, 反而全部都是 CW laser.
至於 plasma 跟 Kerr effect 又是不一樣的事.
可以在大氣中產生 plasma 的波段, 不會用來做武器光是那些分子級的量子效應就要損失多少能量?86F 04/19 00:22
推 Rantemario: 不是影片 前面有網友貼的連結
影片畫面不值一提91F 04/19 00:25
→ Muscovy: 我另外開一篇講, 最近雷射武器很熱門, 來湊熱鬧 XD那些只是連結而已, 我天天在摸雷射, 活生生的哦! :D93F 04/19 00:26
推 Rantemario: 飛秒雷射在介質中反覆因為kerr effect聚焦再因為聚焦過強產生plasma而defocusing 整套過程就是self guided filament
如前面birdy590網友所貼的連結95F 04/19 00:28
推 Muscovy: 是啊, 但你描述的現象多半是在兩米的光學桌上發生的沒辦法把它隨意放到十公里的大氣中還期待穩定的結果99F 04/19 00:31
推 linbryan: 像pulse excimer laser ablation.可以把分子原子輕易打出來.但只打掉一層.要把target打掉1mm.還是需要很長時間101F 04/19 00:35
推 Rantemario: 你看birdy590的第二個連結裡面有filament劃過夜空的圖用Ti saphire大概是30fs等級 這是辦的到的
所以我說武器化的話rep rate要夠 那要多少我當然不知道 按照birdy590連結 說一秒50發104F 04/19 00:38
推 Muscovy: 其實你要注意一下 birdy590 第二個連結的用途.
這種設計是用來調查大氣污染的特種光源.
所以它特別加註 This white-light laser covers...the absorption band of many atmospheric...
pollutants.
簡單地說, 它那個燈絲是用來激發特定區域的大氣成分它沒有要照準七公里外的一顆小炮彈, 兩邊精度差很多108F 04/19 00:41
推 Rantemario: 那是拿來做比如空氣污染物測試之類的。我只是說的確這種飛秒雷射是可以挾帶強的能量傳遞數公里遠115F 04/19 00:48
推 Muscovy: 或者可以想像一下七公里外的炮彈有多少.
然後比對一下連結中那個夜空中的燈絲有多大.
砲彈有多「小」... 打錯字.
那個尺度的差異就是精度上的需求, 我粗估差一萬倍.117F 04/19 00:48
推 Rantemario: 而第一個連結也有提到他拉出來的電子也可以擾亂飛行器上的電子零件
如果是準確度cw雷射應該也有一樣的問題?121F 04/19 00:51
推 Muscovy: 有... 挺嚴重的問題, scattering & defocusing. XD124F 04/19 00:54
→ jerrylin: 這麼高能量 一把槍能打幾發?125F 04/19 01:00
推 Rantemario: 那飛秒雷射因為peak power夠強可以self focusing可以解決一部分de focusing的問題 所以可能會繼cw後下一步的選擇126F 04/19 01:01
→ jerrylin: 擊中目標產生EMP 不知道有效範圍多大129F 04/19 01:02
推 Muscovy: 這個嘛... 美軍雷射武器的策略是反過來的.
洛克希德馬丁跟雷神都有 pulsed laser 的介紹.
但是兩家的見解都是利用 pulse 避過 self-focusing這種討人厭的大氣傳遞現象...
所以不是「利用」哦, 而是設法避免, 因為無法控制雷射武器大概都是十公里外聚焦到十公分的等級.
所以很多效應是閃過去, 而不是控制它, 因為太難了@jerrylin, 這個可以打蠻多發的哦, 想成機槍沒問題至於那個 EMP 也是講得太誇張了... XD
它的效應跟紫外光差不多, 都是可以游離電子的等級但是大家不會把「被太陽曬到」想成 EMP 作用嘛.
它主要的破壞還是汽化（腐蝕性很強的電漿）跟熱.
要打壞電路一定是 OK 的就是了, 但問題還是在照準.130F 04/19 01:02
推 wahaha99: 我覺得應該還是得連續照射 而不是1發1千億兆分之1秒只是這個照射是短脈衝形式 好處是效率高
打錯, 一千兆分之一秒143F 04/19 03:41
推 hjkkk123: ，=.=...你要充電多久146F 04/19 05:32
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