今年以來，國內激光器研發領域捷報頻傳。4月23日，我國首臺萬瓦連續光纖激光器在武漢光谷問世，成為繼美國后第二個掌握此技術的國家。從新華社報道來看，這臺由武漢銳科公司研制的光纖激光器采用相干合成技術，將10個功率為1.1千瓦光纖激光器的激光束合成一束，最終產生1萬瓦的強大能量。

    而3月份，《中國科學報》也報道了國防科技大學光電科學與工程學院劉澤金教授的成果。報道稱劉澤金教授率領課題組，發明了兩種新的相位控制方法，令"千瓦級光纖激光相干合成試驗系統"的各項技術指標都達到該領域的國際最高水平。

    《中國科學報》同月還報道了中國科學院半導體所林學春研究員的事跡。報道中提到中科院已實現全固態激光器輸出功率達到8千瓦，而5千瓦級的全固態激光器已實現工業化應用。

    高平均功率的全固態激光器是當前激光器研發領域的熱點，不但在工業領域得到廣泛應用，美國軍方還直接以商用全固態激光器為核心，研發激光武器。那么中國的激光器研發在世界上是什么水平？

    先來進行一系列的名詞解釋。什么是激光？1958年，美國科學家肖洛（Schawlow）和湯斯（Townes）發現了一種神奇的現象：當他們將氖光燈泡所發射的光照在一種稀土晶體上時，晶體的分子會發出鮮艷的、始終會聚在一起的強光--激光。他們為此發表了重要論文，并獲得1964年的諾貝爾物理學獎。激光原理的物理學描述是，當物質在受到與其分子固有振蕩頻率相同的能量激發時，都會產生一種不發散的強光。

    從上述描述我們可以看出激光器需要有能量輸入（電注入、高能電子束注入、光源、氣體放電、化學反應的能量等）和工作物質（將各種形態的能量輸入轉換為不發散的激光）。所以根據工作物質的形態分類，激光器可以分為固體激光器、液體激光器、氣體激光器、半導體激光器和自由電子激光器。

    全固態激光器是指以半導體激光器為一部固體激光器輸入能量的激光器。它集半導體激光器和固體激光器的優點于一體，具有體積小、重量輕，能量轉換效率高，光束質量好，可靠性高，壽命長，啟動速度快等一系列優點。

    而固體激光器以摻有金屬離子的晶體或玻璃基質為工作物質。所以根據工作物質的形狀，全固態激光器又可以分為棒狀激光器、板條激光器、盤片激光器和光纖激光器。其中，光纖激光器以雙包層摻鐿光纖為工作物質，其制造成本低廉、可撓性帶來的小型化優勢令其受到工業界的特別關注，所以在描述上一般將前三類統統稱為全固態激光器，光纖激光器被單獨列出。

    出于彈道導彈防御的需求，美國軍方從70年代起就非常注重大功率激光武器的研制。其中進展最大的是ABL項目的氧碘化學激光器（屬于氣體激光器），該激光器以波音704-400F為載機，輸出功率達到兆瓦級，目標是摧毀數百公里外處于助推段的洲際導彈。盡管ABL在2010年進行兩次成功的打靶測試，但美國軍方認為激光器功率還要提升20-30倍，距離研制目標過遠。所以，在軍費削減的大形勢下，ABL項目下馬轉為技術儲備，項目名稱也改為ALTB。

 美國陸軍在90年代還與以色列聯合研制了戰術高能激光武器（THEL）。這是一款氟化氘化學激光器，目標輸出功率達到40萬瓦，可攔截10公里外的飛機、火箭彈等。1996年，該激光器在白沙導彈靶場擊落2枚飛行中的蘇制122毫米火箭彈。THEL存在體積巨大，無法裝載在地面車輛上、化學工質儲備麻煩等戰術缺陷，最終也未能實用化。

    化學激光器具有輸出功率大的優勢，所以最早受到軍方重視，但體積過于巨大是其致命缺陷。中國在這一領域的研究鮮有曝光，所以難以比較，但應該難以企及美國，畢竟別人的產品已進行實彈打靶測試。

    近年來，全固態激光器在輸出功率上不斷取得突破，在工業領域受到熱捧，美國軍方此時又將目光轉回。全固態激光器雖然在輸出功率上不及化學激光器，但其輸出功率的不斷提高也開始接近100千瓦的武器化門檻，而且其在小型化上有著無可比擬的優勢。

    美國陸、海、空三軍在2002年發起聯合高功率固體激光武器項目（JHPSSL）。2009年該項目取得重大突破，諾·格公司將7個輸出功率15千瓦的板條全固態激光器進行光束相干合成，得到功率為105千瓦的高能光束。至2010年該激光器已累計運行超過6小時（這6小時功率都在100千瓦以上）。

    美國海軍還自行發展了激光近距離武器系統（LaWS），項目承包商為雷錫恩公司，目標是將該激光武器系統安裝在密集陣武器系統側面，激光器可對付15千米外的目標，保留的20毫米加特林速射炮負責1.5千米距離上的目標。LaWS采用了6臺IPG公司生產的5千瓦級光纖激光器，實現總輸出功率32千瓦。值得一提的是，LaWS為了降低系統復雜程度，并未采用光束相干合成技術，而是選擇將6條光纖緊密排列。LaWS系統在2012年8月進行首次海上打靶試驗，成功擊落無人靶機。LaWS項目的目標是獲得100千瓦輸出功率，按照美國商用光纖激光器目前發展的速度，該目標在2016年實現并不是遙不可及的目標。

    現在我們可以看出在固體激光器領域，國內產品與美國的差距。我國8千瓦級的全固態激光器今年還處于實驗室狀態，而美國在09年已將15千瓦級產品用于激光武器。我國最先進的單模光纖激光器輸出功率今年還是1千瓦級，美國也在09年將5千瓦產品武器化。而作為行業翹楚的美國IPG公司在09年還展示10千瓦級的單模光纖激光器，武漢銳科在今年將10個單模光纖激光器通過光束相干合成才獲得10千瓦的輸出。可以說，單在輸出功率方面，樂觀估計，我國全固態激光產品與美國還有5-10年的差距。

    美國軍方現在執行的激光項目繁多，除了前述的JHPSSL和LaWS，還有HELTD、MLD激光武器演示項目。HELTD、MLD研究的是激光武器跟蹤、瞄準控制，簡單地說，JHPSSL是激光炮，HELTD、MLD則是它的炮座，前者是裝在一輛高機動越野卡車上，后者裝在軍艦上。在光纖激光器方面，美軍還有100千瓦級吊艙式激光武器、10千瓦級MK-38-TLS反小艇系統兩個項目。此外美軍還進行自由電子激光（FEL）器的預研，JHPSSL項目也在新型板條、光纖、盤片激光器領域進行探索，期望提高激光器的能量轉換效率。

    從美國激光器的發展歷程來看，除了軍方重視投入大量資金外，其商用激光器技術進步在激光武器化方面也起了關鍵作用，在全固態激光器領域，其軍用與商用已出現相互促進提高的態勢。

    激光武器現在已突破小型化限制，不多久就可在軍艦、戰斗機上實際裝備，現有的導彈武器可能會失去原有價值，一場新的軍事革命即將來臨。