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※ 本文轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2023-04-19 08:43:23
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
　　潛心覺靈 顛思覆想 因成緣熟 了塵離幻
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　東岐明道 https://amidha.blogspot.com

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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
※ 文章代碼(AID): #1aFfDpqr (Military)
※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Military/M.1681822579.A.D35.html
※ 編輯: amidha (118.232.101.3 臺灣), 04/18/2023 20:57:08
噓 TetsuNoTori : W就是J/s了，還"每秒"幹嘛1F 04/18 20:59
→ mmmimi11tw  : 某種程度上應該算是一種指向性電磁脈衝武器2F 04/18 21:01
→ 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？4F 04/18 21:06
推 adagiox     : 看到中文光轉換單位就呆好久
→ birdy590    : 爬了一下 前幾年有公佈一些資料 已經有實驗成功的6F 04/18 21:11
→ birdy590    : 只是尺寸有一整個貨櫃那麼大 要武器化需要縮小
推 Su22        : ABL機表示:我的事業第二春來惹?8F 04/18 21:18
→ Hohenzollern: 再過幾年發明星際大戰的死星砲9F 04/18 21:19
推 kdjf        : 皮秒而已，而且總能量1J... 這重點會是重複頻率。脈10F 04/18 21:33
→ kdjf        : 衝雷射破壞效率會高於CW也不是新鮮事，但離實用還早
→ kdjf        : 而且台灣叫"兆"中國出這種誇大新聞十之八九要接到中
→ kdjf        : 或贏的，沒必要認真
推 li118       : 1樓，那個1ps內應該是指脈衝導通到峰值的時間，畢14F 04/18 21:40
→ li118       : 竟功率是平均到一秒內的單位看不出威力
推 Rantemario  : 兆分之一秒為100fs 加上高peak power應該是要用nonl16F 04/18 21:41
→ Rantemario  : inear kerr effect改變空氣折射率讓光可以在空氣聚
→ Rantemario  : 焦
→ li118       : 不過1ps到底怎麼做到啊，市面上車用GaN的雷達driver19F 04/18 21:41
→ li118       :  也都還需要1-5ns
→ Rantemario  : 鎖模雷射做到百fs輕而易舉21F 04/18 21:42
推 Rantemario  : 這種可以大幅增加雷射在空氣傳播而不顯著發散的現象
→ Rantemario  : 叫filamentation
推 li118       : 原來如此，phase lock 可以到那麼快噢@@24F 04/18 21:44
推 Rantemario  : 百飛秒在1um頻寬10~20nm就夠了25F 04/18 21:47
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...28F 04/18 22:14
→ wahaha99    : 總能量不是只相當千分之一瓦．秒? 這到底在寫什麼
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30F 04/18 22:20
→ kentko      : 尺度內
→ kentko      : 因為瞬間的光強度超高，在此情況下，被照射的物體
→ kentko      : 被破壞的損壞臨界值更低
→ 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35F 04/18 22:24
→ kentko      : 就因為非常集中呀，印象中損壞臨界值到皮秒或飛秒
→ kentko      : 尺度有機會降到原本的幾分之一甚至幾十分之一
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38F 04/18 22:34
→ Rantemario  : 是把東西融化
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41F 04/18 22:35
→ kentko      : 量超級大，靠脈衝光的話大概也只能提高破壞的效率
→ kentko      : 並讓原本的機台稍微小型化吧
→ j900414     : 光稜坦克要來了44F 04/18 22:40
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 weap46F 04/18 22:45
→ Muscovy     : on，秀出來的全都是 CW laser。Kerr effect 是要克
→ Muscovy     : 服的大氣現象，也被唬爛成「用大氣聚焦」，總之實在
→ Muscovy     : 太唬爛了。XD
→ birdy590    : https://www.sbir.gov/node/165448550F 04/18 22:49
→ birdy590    : https://www.teramobile.org/teramobile.html
推 Rantemario  : kerr effect基本上在這裡的確是改變空氣折射率 讓52F 04/18 23:16
→ Rantemario  : 空氣用來當透鏡抵銷雷射光在傳遞時的發散
推 Rantemario  : birdy第一個連結也提到平均功率相較cw的數千上萬瓦
→ Rantemario  :  飛秒雷射需要的平均功率是數十瓦。相較之下可能熱
→ Rantemario  : 的處理比較簡單 但這方面我比較不確定
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 Rantemario  : 他是用ablation不是用melt58F 04/18 23:45
推 Muscovy     : 其實 Kerr effect 是跟場強相關的非線性項...59F 04/19 00:00
→ Muscovy     : 這一項主要在干擾 high power CW laser 的大氣傳遞.
→ Muscovy     : 所以 Kerr effect 幾乎等於 long range CW laser 的
→ Muscovy     : 毛病...
→ Muscovy     : pulsed laser 瞬間就過去了, 不受這個效應的影響.
→ Muscovy     : 所以正確的說法是 pulsed laser 免疫 Kerr effect.
→ Muscovy     : 但是影片中解釋成利用 Kerr effect 產生 soliton...
推 linbryan    : 瓦特=J/sec.時間越短.瓦越大。但造成破壞在J.瓦超大66F 04/19 00:04
→ linbryan    : .J不夠電子都打不出
→ Muscovy     : 達成 long range transmission 不失真...... XD68F 04/19 00:04
→ Muscovy     : 這個解釋在某些特殊領域是對的, 尤其是無線光通訊.
→ Muscovy     : 但我沒聽過有人把這個說法套用到雷射武器上.
推 Rantemario  : 他說的是空間soliton71F 04/19 00:08
推 Rantemario  : 搭配介質(這裡是空氣)抵銷雷射自己本身的發散
推 Muscovy     : 有特殊波導的物理光學才會有這種 soliton 的解啊.73F 04/19 00:12
→ Muscovy     : 大氣沒有這麼理想的邊界條件...
→ Muscovy     : 大氣的擾動, 就連適用線性方程式的現象都很難解了
推 Rantemario  : kerr effect特色即是intensity強的地方 折射率會隨76F 04/19 00:15
→ Rantemario  : 之增加。一個高斯分布的雷射光束空間上中間強旁邊弱
→ Rantemario  :  那不就剛好形成一個中間厚邊緣薄的透鏡 所以影片
→ Rantemario  : 說利用大氣聚焦是沒有太大瑕疵的
推 Rantemario  : 當然還有一些plasma的產生會導致折射率下降 那這些
→ Rantemario  : 的平衡跟精準計算就是武器化的要點
→ Rantemario  : birdy590的第二個連結其實關鍵字找一找應該都有大量
→ Rantemario  : 論文
推 Rantemario  : 這東西沿著雷射指向沿途產生的plasma以前就有拿來
→ Rantemario  : 引閃電
推 Muscovy     : 講影片就更離譜了, 影片中所有的 laser weapon...86F 04/19 00:22
→ Muscovy     : 都不是 pulsed laser, 反而全部都是 CW laser.
→ Muscovy     : 至於 plasma 跟 Kerr effect 又是不一樣的事.
→ Muscovy     : 可以在大氣中產生 plasma 的波段, 不會用來做武器
→ Muscovy     : 光是那些分子級的量子效應就要損失多少能量?
推 Rantemario  : 不是影片 前面有網友貼的連結91F 04/19 00:25
→ Rantemario  : 影片畫面不值一提
→ Muscovy     : 我另外開一篇講, 最近雷射武器很熱門, 來湊熱鬧 XD93F 04/19 00:26
→ Muscovy     : 那些只是連結而已, 我天天在摸雷射, 活生生的哦! :D
推 Rantemario  : 飛秒雷射在介質中反覆因為kerr effect聚焦再因為聚95F 04/19 00:28
→ Rantemario  : 焦過強產生plasma而defocusing 整套過程就是self gu
→ Rantemario  : ided filament
→ Rantemario  : 如前面birdy590網友所貼的連結
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99F 04/19 00:31
→ Muscovy     : 沒辦法把它隨意放到十公里的大氣中還期待穩定的結果
推 linbryan    : 像pulse excimer laser ablation.可以把分子原子輕101F 04/19 00:35
→ linbryan    : 易打出來.但只打掉一層.要把target打掉1mm.還是需要
→ linbryan    : 很長時間
推 Rantemario  : 你看birdy590的第二個連結裡面有filament劃過夜空104F 04/19 00:38
→ Rantemario  : 的圖用Ti saphire大概是30fs等級 這是辦的到的
推 Rantemario  : 所以我說武器化的話rep rate要夠 那要多少我當然不
→ Rantemario  : 知道 按照birdy590連結 說一秒50發
推 Muscovy     : 其實你要注意一下 birdy590 第二個連結的用途.108F 04/19 00:41
→ Muscovy     : 這種設計是用來調查大氣污染的特種光源.
→ Muscovy     : 所以它特別加註 This white-light laser covers...
→ Muscovy     : the absorption band of many atmospheric...
→ Muscovy     : pollutants.
→ Muscovy     : 簡單地說, 它那個燈絲是用來激發特定區域的大氣成分
→ Muscovy     : 它沒有要照準七公里外的一顆小炮彈, 兩邊精度差很多
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115F 04/19 00:48
→ Rantemario  : 這種飛秒雷射是可以挾帶強的能量傳遞數公里遠
推 Muscovy     : 或者可以想像一下七公里外的炮彈有多少.117F 04/19 00:48
→ Muscovy     : 然後比對一下連結中那個夜空中的燈絲有多大.
→ Muscovy     : 砲彈有多「小」... 打錯字.
→ Muscovy     : 那個尺度的差異就是精度上的需求, 我粗估差一萬倍.
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121F 04/19 00:51
→ Rantemario  : 行器上的電子零件
→ Rantemario  : 如果是準確度cw雷射應該也有一樣的問題?
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126F 04/19 01:01
→ Rantemario  : 以解決一部分de focusing的問題 所以可能會繼cw後下
→ Rantemario  : 一步的選擇
→ 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.130F 04/19 01:02
→ Muscovy     : 洛克希德馬丁跟雷神都有 pulsed laser 的介紹.
→ Muscovy     : 但是兩家的見解都是利用 pulse 避過 self-focusing
→ Muscovy     : 這種討人厭的大氣傳遞現象...
→ Muscovy     : 所以不是「利用」哦, 而是設法避免, 因為無法控制
→ Muscovy     : 雷射武器大概都是十公里外聚焦到十公分的等級.
→ Muscovy     : 所以很多效應是閃過去, 而不是控制它, 因為太難了
推 Muscovy     : @jerrylin, 這個可以打蠻多發的哦, 想成機槍沒問題
→ Muscovy     : 至於那個 EMP 也是講得太誇張了... XD
→ Muscovy     : 它的效應跟紫外光差不多, 都是可以游離電子的等級
→ Muscovy     : 但是大家不會把「被太陽曬到」想成 EMP 作用嘛.
→ Muscovy     : 它主要的破壞還是汽化（腐蝕性很強的電漿）跟熱.
→ Muscovy     : 要打壞電路一定是 OK 的就是了, 但問題還是在照準.
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143F 04/19 03:41
→ wahaha99    : 只是這個照射是短脈衝形式 好處是效率高
→ wahaha99    : 打錯, 一千兆分之一秒
推 hjkkk123    : ，=.=...你要充電多久146F 04/19 05:32
→ x94fujo6    : https://youtu.be/DwYuHqCwXFI147F 04/19 08:09

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