Исследователи в США разработали оригинальную схему, благодаря которой можно будет получать лазерный луч, достаточный для сжигания цели, от сравнительно небольшого и лёгкого устройства.
Лазерное оружие Excalibur — это проект агентства по перспективным оборонным исследованиям Пентагона (DARPA). Инженеры намерены получить установку с мощностью луча порядка 100 кВт, питаемую от бортовой электросети носителя (самолёта, беспилотника, бронетранспортёра или автомобиля).
Нужно пояснить, что пока самые мощные боевые лазеры относятся к химическому типу. Для «залпа» им нужны реактивы. Таковы мегаваттный Airborne Laser, сбивший в полёте баллистическую ракету, или комплекс ПВО Skyguard, тоже показавший свои возможности в тестах.
Но военные не очень-то стремятся иметь дело с оружием, требующим подвоза небезопасных реагентов. Генералы запрашивают боевые лазеры, питаемые «от розетки». К сожалению, пока 100-киловаттная (по выходному лучу) твердотельная система занимает столько места, что может быть поставлена разве что на грузовик. Для истребителя, штурмовика или вертолёта она слишком велика.
«Лазерная пушка» Excalibur пытается обойти это ограничение. В её основе лежат массивы одномодовых лазерных диодов, работающих самостоятельно или скомбинированных с волоконными лазерными усилителями (рассматриваются разные варианты). Такие излучатели должны объединять свои пучки в общий луч без потери его качества.
Этот принцип обеспечивает больший КПД установки, а значит, она потребляет меньше энергии, нежели единичный крупный твердотельный лазер с диодной накачкой, поясняет Laser Focus World.
Расплата за эффективность — проблемы со сведением множества лучиков в один, не теряющий низкую расходимость и высокую яркость. Тут мешают дифракция, интерференция и всяческие нелинейные эффекты.
Для решения этой проблемы учёные создали световой аналог фазированной антенной решётки (ФАР). В современных радарах ФАР позволяет не только фокусировать луч, но и управлять углом его отклонения без поворота самой антенны.
Аналог фазированной антенной решётки в мире оптики, как рассчитывают авторы проекта, позволит без особых потерь комбинировать в одном луче свет от большого числа небольших лазерных диодов. Масштабная линейка — 1 дюйм (фото DARPA).
На основе «лазерных ФАР» можно собирать устройства различной мощности, пригодные как для систем целеуказания, связи и локации, так и для лазерного оружия 100-киловаттного класса, полагают разработчики системы.
Подобную аппаратуру можно будет аккуратно вписать в обводы самолёта. DARPA пишет, что по размеру и весу оружие, построенное по программе Excalibur, окажется в десять раз меньше, чем химический лазер аналогичной мощности.
Пока американцы работают над опытными образцами (один из которых показан на снимках). А к концу года агентство DARPA намерено показать трёхкиловаттный прототип Excalibur на основе волоконных усилителей и 100-ваттную когерентную решётку лазерных диодов.
В 2012 же году будет сделан ещё один шаг к цели: мощности одной диодной решётки и одного набора лазерных усилителей, объединённых по принципу ФАР, должны вырасти до 500 ватт и 7 кВт в луче соответственно.
