本文由“Light科普坊”出品开云(中国)Kaiyun·官方网站 - 登录入口

撰稿：焦述铭

审核：方少波

图1：激光刀兵艺术效果图丨由豆包AI生成

导读

2025年九三雠校中，激光刀兵惊艳亮相，展现了我国在这一军事科技范围的最新前沿后果，备受堤防。通过辐射一束威力无比的光，陡然毁坏敌东说念主，这么一个炫酷的遐想其实由来已久，不仅频繁现身在自媒体短视频中，还通常成为科幻演义和电影中的精彩元素，也被设定为即时计谋电脑游戏中的假造刀兵，那么内行设想中的激光刀兵和本质中的激光刀兵又有哪些疏导和各别呢？

图2：激光刀兵的3D打印模子丨作者拍摄

激光刀兵是21世纪全新的主张？

激光发明于20世纪60年代，但在这之前的许多年，用光当作刀兵的方针就不断被建议。

设想一下： 早在公元前2世纪的古希腊，传奇数学家阿基米德曾专揽大限制的镜面阵列，将阳光聚焦于海上的敌军战船，通过引燃船体来抵挡罗马东说念主的进犯[1]。

由于年代久远，这一传奇的真伪已难验证。天然无人不晓，在烈日下专揽放大镜聚焦阳光燃烧纸张竣工可行，但若要通过加多镜面数目和面积来燃烧一艘军舰，其可行性究竟如何？

好意思国着名科普节目《谣喙驱逐者》曾屡次尝试复现这一实验，大多以失败告终。2006年，节目组与麻省理工学院（MIT）团队合营再次发起挑战，虽对付得回告捷，但条目极其尖刻：需要火伞高张的齐备天气、数百面反射镜协同使命、且有计划木船必须在近距离内保握静止数分钟。即便如斯，最终也仅致船体局部冒烟活气，并未变成大面积解除。由此可见，传奇中阿基米德的战术在实战中的可行性并不高。

在二战前，英国空军曾赏格100英镑，但愿有东说念主可以制造并演示专揽“射线刀兵”杀死百米之外的一只羊，但相同难以终了[1]。确凿让光刀兵变成一个靠谱的方针，如故要依靠激光的这项伟大发明。若是把一束光中的每个光子看作一位士兵，普通的阳光和灯光是由松散的士兵横三竖四聚会在悉数，而激光则是整整皆皆罗列，迈着援助行为前进的士兵队伍，具有普通光所不具备的极高亮度，将能量致密聚焦在单一的方进取，这源于激光的生成面容——受激辐射。

激光辐射器中包含特定的增益介质（气体、液体、固体等不同类型），给与输入的能量被引发后，使得其中大批原子处于高能级，当其中一个原子跃迁到稚子级，可以开释出一个特定波长的光子，光子在谐振腔中走动飘浮（比如两面反射镜之间走动反射），引发其他原子也从高能级跃迁到稚子级，开释出更多竣工疏导的光子，随着光子数目的指数级增长，它们共同构成一束能量越来越强，标的性越来越好的激光束，最终辐射出去。1960年全国上首台激光器在好意思国出生后，激光刀兵在最近几十年也得到了飞快发展，被以为有望改变改日斗争游戏法规。好意思国科普作者杰夫·赫克特（Jeff Hecht）所创作的《激光刀兵：从科幻走进本质》一书[1]，就生动详实地先容了激光刀兵在最近几十年的发展历史。

图3 ：《激光刀兵：从科幻走进本质》一书丨作者拍摄

当代激光刀兵的发展

连年来，全国列国加速了对激光刀兵研发的行为。好意思国陆军部署的“定向能生动近程防空系统”采选50千瓦级光纤激光器，集成在坦克车上，可用于击落无东说念主机。德国莱茵金属公司研发的50千瓦级激光防空系统，曾在15秒内联贯击落5架无东说念主机。沙特部署的“平静狩猎”激光刀兵系统则创下单日胁制13架无东说念主机的记录。以色列“铁束”系统采选100千瓦级光纤激光器，有用射程达10千米。英国“龙火”激光刀兵系统在2024年头的测试中，告捷毁坏了3.2千米外的无东说念主机有计划。此外，韩国、俄罗斯、日本、法国、印度等国也都在将激光刀兵纳入防患体系中[2]。

激光刀兵可以让

一个庞然大死一火为灰烬？

那么最近几十年全国列国军方开辟的激光刀兵，确实可以终了这么的效果吗？

开始，激光刀兵杀伤力在于将很高的能量荟萃在很小的面积上，单元面积的能量密度极其高。当作分母，照耀到有计划名义的激光光斑直径大小通常只须几厘米至一二十厘米；当作分子，照耀激光的功率天然要蹧跶大，外加激光长距离传输的巨大能量损耗，激光刀兵所需的辐射功率需要达到几十到几百千瓦的量级。当作对比，等闲使用的幻灯片翻页笔的激光器功率只须几毫瓦。

不同功率的激光器制造难度也大不疏导，高功率激光器所需的体积和分量往往相称大。在二十世纪六七十年代，好意思国军方曾选拔使用二氧化碳气体激光器和化学氧碘激光器，专揽流动的气体当作增益介质，在巨大的谐振腔中产生激光。为了达到刀兵级别的功率，能量守恒定律决定了需要输送给激光器蹧跶的能量，不可幸免地会糟塌大批燃料，还要沟通到很大一部分输入能量莫得转动为光能而所以热量散漫，散热管说念系统必不可少，整套激光器系统极其巨大粗重，甚而需要一整架波音747客机来装载，“激光器占据了驾驶员背面1/3的机舱空间，电源和燃料又占据了1/3的舱内空间，剩下1/3是旧式计较机和完结系统”[1]。

其后新式光纤激光器的出现[3,4]，有助于显贵镌汰激光刀兵的体积和分量。光纤激光器专揽掺稀土元素的玻璃光纤当作增益介质，由通电的激光二极管提供泵浦光，可以通过电力替代化学燃料运转。由于每根光纤柔嫩可卷曲，激光可以在较小空间内走动传输很长距离，而且因为名义积和体积的比例较大，冷却散热也更简便，而且还可以将多个光纤激光器模块集成为输出功率大、光束质料高的单个激光器。

尽管意想者不断尝试将激光刀兵变得越来越微型化，举例2009年IPG 公司推出的10 千瓦光纤激光器，外形尺寸1.5m×1.5m×0.8m，大小如两台电雪柜[1]。但本质中的激光刀兵大多数时候如故装载在重型卡车，坦克车，运输机和军舰上，而不所以放在背包或手提箱中那样浅易佩戴的神气。

图4：装载于一辆卡车上的反无东说念主机激光刀兵[3]

因此本质中的激光刀兵往往本人是个硕大无朋，但是报复的有计划却是像无东说念主机这么的微型物体，难以一下子毁坏大型有计划，能作念的只是在上头烧出一个洞，难以达到陡然透顶撤废的效果。

若是专揽激光刀兵防患大型有计划，由于只可毁坏上头的一小块区域，就需要“擒贼先擒王”击核心纽，本领完成胁制任务。比如激光刀兵若用于防患弹说念导弹，激光束需要挑升针对导弹燃料箱或光电导航系统这么的薄弱部位来报复。2015年，好意思国洛克希德·马丁公司研制的“雅典娜（ATHENA）”激光刀兵系统被用于测试报复一辆1.6公里之外的微型卡车，天然无法让整辆车化为灰烬，但可以射穿汽车引擎盖并毁坏了汽车发动机系统，使这辆车瘫痪，外在看起来车身上被烧出了一个大洞[1]。

激光刀兵要发达最好的作用，需要寻找到合适的“刚需”应用场景，连年来微型无东说念主机在斗争中的平常使用，使得激光刀兵有了用武之地，得到了迅速发展。天然广义的激光刀兵包含更多类型，不一定以击毁敌方为有计划，比如为旧例刀兵提供激光对准的缓助功能，或者只是是将敌术士兵眼睛或光电传感器致盲，此时所需的功率就莫得以上提到那么高的量级了。

激光刀兵可以光速发动浩瀚？

光在空气中的传播速率接近30万公里每秒，可以在简直陡然精确地照耀到有计划位置，这少许让导弹和炮弹等旧例刀兵可望不可即，它们不管飞得多快，也远远够不上这么的速率，这亦然激光刀兵的上风之一。

但是，并不成说激光刀兵在职何方面都更快。一枚导弹过程千辛万苦的漫漫征程，到达有计划隔壁之后，佩戴的弹药发生爆炸，可以在极短时期内产生杀伤。但激光束照耀到有计划（比如无东说念主机）名义后，会发生复杂的物理化学响应，包括加热、升温、延迟、熔融、汽化、击穿、飞散、喷溅、闹翻、剥落、热爆炸等，使得有计划的材料特色和结构景色发生变化，通过被照耀区域给与能量的积聚，逐渐升高温度而产生热损伤，这通常需要几秒甚而更长的时期，杀伤并不是在陡然坐窝完成的[5]。激光刀兵发出的光束需要聚焦在有计划物体上的某个位置，并握续一小段时期，若是有计划是快速移动的，比如像航行的无东说念主机，那么激光束也需要随着有计划移动。

此外，导弹等刀兵可以通过特定弧线通顺轨迹，发动出其不虞的报复，激光光束则通常“直言不讳”，莫得那么灵活，也可以看作激光刀兵的一个劣势。

而激光刀兵一个上风是资本便宜，在斗争中，面对火箭弹和微型无东说念主机这么低资本的有计划，若是动辄使用不菲的导弹报复胁制，会在经济上严重耗损。据估算，一枚导弹的资本可以开始10万好意思元，而激光刀兵辐射一次的资本可以在10好意思元以下[3]。而且激光刀兵不是一次性的，只须供给激光器的电量莫得耗尽，激光刀兵可以一次又一次地开火，反复辐射。

激光刀兵要选个晴天气使用？

激光刀兵关于传输介质有很大的依赖，本日气恶劣，比如遇到雨雪，霏霏，尘埃的时候，激光刀兵的威力如实会大打扣头[6]。举例在一项模拟仿真意想[7]中，在天气致密，能见度达到10～20 km情况下，激光刀兵对无东说念主机蜂群的有用损伤距离为1547米；在天气中等，能见度为4～10 km情况下，激光刀兵对无东说念主机蜂群的有用损伤距离就断崖式下落为1160米；若是天气更恶劣，有用损伤距离还会进一步变短。天然以上数值只是是这一特定仿真模子在特定参数树立下的完结，只怕与本体竣工相符，不过天气情况关于激光刀兵报复距离的显贵影响如故可见一斑。为了让激光刀兵更好地发达威力，有必要选个碧空如洗的晴天气。

但即使在这么的晴天气里，激光光束在空气中传输时，也不可幸免地有相称比例能量“发兵未捷身先死”，糟塌在中途，最终到达有计划的激光能量只是辐射能量的一部分。开始空气中的气体分子（如水蒸气和二氧化碳）和缓溶胶颗粒会给与一部分激光的能量，还会使得激光朝四面八方散射而损耗。其次，大气湍流使得折射率起升沉伏，散布不均，也会拆开激光束奔向有计划，使其走动扭捏。此外，激光束上前传播时，会将穿过的空气加热升温，延迟的热空气密度低，折射率变低，而周围冷空气折射率较高。若是参照光纤的使命旨趣，光纤里面纤芯为高折射率介质（光传播速率更慢），外部包层为低折射率介质（光传播速率更快），光会趋向于从低折射率介质偏折回高折射率介质，这么的三明治或者夹心巧克力饼干结构，可以把光信号困在纤芯不过逸，应用于光通讯范围。而激光束却濒临着与光纤相悖的作用，里面的光束趋向于往四周偏折，加重了光束的发散，使得光束难以荟萃麇集能量，称为“热晕效应”[6]。

图5：光在光纤中的传播（上）与激光刀兵的激光束在空气中传播产生的“热晕效应”（下）：前者使光的能量保握在纤芯内，后者相悖作用促使光束愈加向四周发散丨作者画图

为了擢升能耗效率和报复距离，激光刀兵辐射端通过自妥当光学器件和相控阵等本事，优化辐射的激光束波形，以事先赔偿对消这些插手。

天际与水下环境

设想一下：经典科幻电影《星球大战》里，天际中两边天地飞船之间使用激光刀兵对战时，空中一束束亮光走动遨游。这个片断一直以来被“死感性派”所吐槽，因为即使所使用的激光波长属于可见光波段，由于天际真空环境中，简直莫得粒子的散射，“亮堂的光束”也不可能被看到。在地表空气中，烟雾尘埃等各式微粒聚会，它们的散射作用才会让一束激光从侧面确实被赫然看到。这个例子同期也阐明，天际是激光传输的一个比较联想的介质，当作接近真空的环境，简直不会受到散射等效应插手，激光刀兵可以“尽情发达”。在二十世纪八十年代冷战时间，好意思国政府推论了与这部电影同名的“星球大战”筹谋，也照旧稳重沟通过若何将激光刀兵搬上天际，用于改日的军事斗争。

图6：设想中在天际中使用激光刀兵对战的场景（不过从侧面可以看到一说念亮堂的激光束，在科学上是分离理的）丨Light科普坊/veer

而比较于空气，一个愈加恶劣的传输介质即是水下了，激光刀兵简直毫无发达的空间。在《三体》《流浪地球》《独行月球》等影视作品出现的四十多年前，曾有一部早期国产科幻电影《珊瑚岛上的死光》，片中一位博士专揽发明的激光刀兵，辐射出激光束在水下击毁了敌东说念主的潜艇。从科学角度来说，这并不是一个好方针，激光束在水下会遇到比空气中严重得多的给与和散射，能量会很快衰减，难以用于报复对方。

长距离辐射激光束还可以用于作念什么？

既然激光束可以远距离佩戴大批能量，除了用于击毁无东说念主机，若是把功率调治到符合大小，给无东说念主机提供动力亦然个可以的方针[8]。当今无东说念主机佩戴的电板往往电量有限，导致续航时期短，用激光束进行无线充电有望匡助处理这个艰难，当大地辐射的激光束照耀到无东说念主机名义时，无东说念主机所佩戴的光伏电板板可以将光能变嫌为电能。

激光束除了可以用于传递能量，还可以用于传递信息。不同的是，进行通讯时，不需要像激光刀兵那样高的功率，接纳端只需要接纳到微弱的光信号，也有可能解码规复开赴送的信息。不仅无东说念主机和大地之间可以使用激光通讯[9]，距离更远处的卫星与卫星之间，卫星与大地之间，也可以使用激光通讯，有望应用于下一代6G通讯的空天地海一体化相聚。即使在很不利于激光传播的水下环境中，已可以终了开始100米的激光通讯。

结语

本质中的激光刀兵简略莫得设想中的那样不战而胜，比较于传统刀兵也并不是降维打击和碾压式的存在，但激光刀兵用有光速到达有计划，精度高，资本低等独到上风，在对付无东说念主机这么的特定用途中可以本事特等，但也濒临着激光强度在传播中不断衰减，能量聚焦面积小，击毁有计划需握续时期，受天气条目制约，能量转动效率低，分量和体积大等挑战。

参考文件

[1]激光刀兵：从科幻走进本质，[好意思]杰夫·赫克特（Jeff Hecht）著，国防工业出书社 (2023)

[3]A. Extance, Laser weapons get real: long a staple of science fiction, laser weapons are edging closer to the battlefield--thanks to optical fibres, Nature, 521(7553): 408-411 (2015).

[4]任国光，伊炜伟，屈长虹，高功率光纤激光器偏激在战术激光刀兵中的应用，激光与红外，45(10): 1145-1151 (2015)

[5]周德元，李杰，李建功，反无东说念主激光刀兵损伤效用意想，激光与红外，55(4): 546-553 (2025)

[6]何奇毅，宗念念光，大气对舰载激光刀兵效用影响的意想，教育完结与仿真，41 (2): 57-60 (2019)

[7]王柏雄，宗念念光，张鑫，舰载激光刀兵打击无东说念主机蜂群损伤特色意想，激光与红外，54(2): 256-261 (2024)

剪辑：赵阳开云(中国)Kaiyun·官方网站 - 登录入口