“脉冲激光”如果能造成有效杀伤,那么武器功率得达到多少

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drowsy

2024-04-10T00:59:55+00:00

在一些科幻作品中经常看见这样的脉冲激光炮/枪
意思是并非用持续照射的激光束攻击目标,而是就像脉冲一样发射一瞬间的激光,然后这一瞬间的激光束命中目标造成伤害
这里不太好定义脉冲的时长,姑且按人类常见的范畴——一次脉搏的时长,0.1s计。
那么如果这一次0.1s的脉冲激光能够造成有效杀伤,这激光武器得达到什么功率才能实现呢?
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albusacus

当然,楼主你说的那种在动画片和电影中biubiubiu的

通常不是激光武器,而是各种粒子发射武器,大体上就是一团等离子通过磁场发射出去,他并不是激光

而激光武器在电影动画片中的表现,除非涉及核心剧情,很少有情节去专门体现这种武器的特征的,没有必要。
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𝗪𝗮𝗻𝗮𝗯𝗲𝗲 ⭐⭐⭐

只谈有效杀伤现实里就能做到啊..瞎眼神器,AI自动瞄准敌人眼部和观瞄。普通手持激光笔大小的就有战绩了,现在属于式管制物品,限制适用范围的。
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lunz

现在常用的掺钛蓝宝石脉冲激光器出光的脉冲持续时间,以半高全宽计算一般在10E-13秒左右,0.1秒我们一般认为是连续光。
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𝕄𝕒𝕥𝕔𝕙𝕒𝔼𝕤𝕡𝕣𝕖𝕤𝕤𝕠

+ by [空灵核] (undefined)

在一些科幻作品中经常看见这样的脉冲激光炮/枪
意思是并非用持续照射的激光束攻击目标,而是就像脉冲一样发射一瞬间的激光,然后这一瞬间的激光束命中目标造成伤害
这里不太好定义脉冲的时长,姑且按人类常见的范畴——一次脉搏的时长,0.1s计。
那么如果这一次0.1s的脉冲激光能够造成有效杀伤,这激光武器得达到什么功率才能实现呢?

按照现有物理根本搓不出来的东西,还谈什么功率哭笑

好莱坞的太空歌剧早年有一堆“激光”单纯是因为当时的特效是靠人工在胶片上面画出来,画成一道光束是最简单的做法,但是设定上这些东西不是等离子就是粒子束
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Barath0608

参考三体里万人激光笔让太空电梯过热,你想让粒子以动能的方式造成伤害其实不太划算,想要加速粒子不靠魔法就只能靠电磁力,高斯步枪难道不香吗?
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andrizzle

那玩意一般是射出的电浆,或者叫等离子体。和激光是两码事。
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Darth Picklez

看你这个杀伤效果是怎样,是熔穿一个洞还是跟高达里一样直接打爆茶
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albusacus

脉冲,在于脉啊……

你就打一次0.1s,脉冲频率也太低了。

脉冲调制和波长其实有一个类似的功能,就是降低空气传播衰减

不同高度大气和大气中不同成分对不同波长的激光吸收能力不同,对不同脉冲频率不同脉宽的吸收率也不同,这里面的机理十分复杂,是远程激光传输调制的核心技术。

而应用脉冲激光另外一个重要因素是峰值功率,你一个激光器的平均发射功率很难做到很高,你想要提高峰值功率,就可以通过脉冲的手段

平均功率不变的条件下,脉冲重频率越低,峰值功率越高(应该是吧?)

高频脉冲激光,可以在100W发射功率的基础上,做的MW级别的峰值功率……而这个频率,可能是KHz甚至MHz级别,也就是照射一下0.001秒或更快的水平。
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Popgoweesel

+ by [空灵核] (undefined)

在一些科幻作品中经常看见这样的脉冲激光炮/枪
意思是并非用持续照射的激光束攻击目标,而是就像脉冲一样发射一瞬间的激光,然后这一瞬间的激光束命中目标造成伤害
这里不太好定义脉冲的时长,姑且按人类常见的范畴——一次脉搏的时长,0.1s计。
那么如果这一次0.1s的脉冲激光能够造成有效杀伤,这激光武器得达到什么功率才能实现呢?

激光只有在遮蔽少的情况才好用。目前来讲只有太空有这个应用场景。脉冲激光不如持续激光伤害高,这个原理上很容易解释,不看好脉冲激光
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馬羅斯ツ

激光切割现在已经很普及了,大功率ns激光也很多,聚焦的激光都能产生核聚变了,楼主可以搜搜“神光”。一般照射在金属表面的激光功率密度达到10^10W/cm^2开始产生等离子体,也就是说能有一定损伤。
给一张激光照射金属的图:
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Boz

+ by [McJordanyu] (undefined)

现在常用的掺钛蓝宝石脉冲激光器出光的脉冲持续时间,以半高全宽计算一般在10E-13秒左右,0.1秒我们一般认为是连续光。

这个就是所谓的飞秒激光,说飞秒大家就比较好理解了。

然后其实脉宽和重复频率也没有必然相关性。但是高功率飞秒光很难做到高重复频率。因为放大级的增益介质扛不住。

另外,大气环境下基本不太可能有飞秒强激光武器。光强一高,非线性效应就会出来,光束质量就会变差;有个10^14 w/cm2的话,直接空气被电离了。

就算是真空环境,光强上来你出口出的反射镜也扛不住。倒是像高达里面那样,最后的瞄准镜弄成是一次性的等离子体镜,打完一发就更换,可能有可行性。但是这样重复频率就更难上来了。

如果是武器,其实纳秒光光强低一些,平均功率也不差,反而是更合适的选择。
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aestheticsock

万瓦级(连续)激光器,切一分米厚的金属,毫米级切缝,切割速度在1cm/s以下
标准单位制下,假设金属比热0.5*10^3,密度7*10^3,气化温度3*10^3
切割面宽度*穿深*切割速度*密度*比热*气化温度=10^(-3)*10^(-1)*10^(-2)*0.5*10^3*7*10^3*3*10^3 约等于 10^4
数量级正确

武器一样套这个式子就行
1、反无人机之类近程、轻型目标的,一般火控能跟踪,功率多乘一个大气衰减的系数,最后十万瓦左右
2、太空里大型固定远程激光器,不能实时调整角度的
射击窗口窄,1km/s级的相对速度,打出分米级缺口,只有10^-4秒窗口,功率需求乘10^4
光斑散布大,远程高斯光束聚焦困难,假设散布到分米量级,功率需求乘10^2
穿深需求高到米级,功率需求乘10^1
最后就要到太瓦级10^12激光
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Aqua

+ by [饭1024] (undefined)

脉冲,在于脉啊……

你就打一次0.1s,脉冲频率也太低了。

脉冲调制和波长其实有一个类似的功能,就是降低空气传播衰减

不同高度大气和大气中不同成分对不同波长的激光吸收能力不同,对不同脉冲频率不同脉宽的吸收率也不同,这里面的机理十分复杂,是远程激光传输调制的核心技术。

而应用脉冲激光另外一个重要因素是峰值功率,你一个激光器的平均发射功率很难做到很高,你想要提高峰值功率,就可以通过脉冲的手段

平均功率不变的条件下,脉冲重频率越低,峰值功率越高(应该是吧?)

高频脉冲激光,可以在100W发

是否可以理解为,1秒100mw的 如果脉成0.5秒就可以到200mw?
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sebsa

我记得有人算的是为了有效破坏高速导弹需要大约十万焦耳,时间可以宽到1s
即持续激光功率十万瓦能持续一秒

连续激光的问题是在稍长的距离上会引我空气受热膨胀的透镜效应失焦因此超短脉冲是必要的,脉冲长度大概在1微米下,而吸收效应的直接损耗没那么严重

现在的主要问题是激光设备转换效率先天严重不足,散热困难而无法实用化

至于上光的pw激光是压缩脉冲用于物理研究,脉冲能量很低的
我国这类东西基本上不公布,美国那边近年老是编故事,外人图一乐吧
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sebsa

+ by [能性之野兽] (undefined)

是否可以理解为,1秒100mw的 如果脉成0.5秒就可以到200mw?
不是,那个意思是100w持续(平均)功率的脉冲激光器可能有100mw的脉冲功率和相应短的脉冲宽度,脉冲内由发射时间和工作间隔组成
100mw且持续时间不短于1s的激光够骇人的,而脉冲长度0.5s,脉冲功率200mw的激光和前者不是一回事