美军激光武器试验
镜子可以防御激光武器
1.就我接触到的激光而言,绝大部分都是不可见的
2.激光切割和雕刻的基本原理就是使用可以改变角度的“振镜”来反射激光,从而画出痕迹。所以说有的知友提到的不可见的激光不能被镜子反射是不正确的。可见与否是人眼的标准,和镜子无关。
3.激光的波长和产生激光的介质有很大关系。高压CO2气体产生的激光,可以轻易的划开纸张,但无论多大的功率都无法切进铝制易拉罐半分。而雅铬激光器可以轻易的切开不锈钢板,但却对纸板仅有一点点的改变颜色的作用。
4.镜子是用玻璃镀银制造的,玻璃表面平整度非常高,因为玻璃一般是用锡槽采用浮法工艺生产,镀银后反光面所以反光率很高。实际上无法用镜子来防御激光武器,因为你无法保证镜子表面永远一尘不染。这才是问题的关键。
在工业上,反射激光的振镜都是安装在全密封的结构当中,就是为了避免振镜被灰尘干扰。
美国舰载激光武器
5.激光摧毁物体最核心的参数就是吸收功率,这一点不但和表面反光率有关,更直接的和材质有关。不同波长的激光,会被不同的材质吸收,只有被吸收,其能量才可以作用于照射物体。
反射光不论对于什么物体来说,都有反射能力和吸收能力
对于我们平常用的镀银膜的镜子来说,不是只能反射可见光,它可以反射的波段是在400nm到2um左右。所谓的反射光,不论对于什么物体来说,都有一定的反射能力和吸收能力,对于不同的光,同一种物体也会有不同的反射能力和吸收能力。对于我们常见的激光焊接和切割来说是能量的吸收问题,能吸收到那么多的能量才能焊接和切割,如果材料不吸收的话是无法进行切割和焊接的。但是对于峰值功率高到一定程度后,会产生一系列的非线性效应,就不是简单的能量吸收的问题了。
之前想的是,光的反射吸收其实也是电磁波在物体中的传播问题。菲涅尔公式可以解决。但是在非线性效应中,比如电子被激发,材料表面形成等离子体挥发掉,光的吸收又呈现出粒子性,怎么统一两个过程又是一个很有意思的过程。才疏学浅,暂时解释不了。
方块中的是光纤激光器,看样子是大概3-5个连在了一起
铝板比镜子更好使
为什么这么说呢, 先来看看美国的这个激光武器,
激光器有个不可缺少的部分,那就是谐振腔,谐振腔简单来说就是两面镜子(一个对激光高反,一个则是对激光部分反射作为输出镜),激光在里面振荡加强,腔内的激光功率比输出功率强大很多。也就是说腔内这么强大的激光功率也没有烧毁那些镜片,只要你的镜子镀膜是针对激光波长的,一般很难被烧坏。一般用来做谐振腔的镜片,在国内比较好的镀膜公司能够帮你镀99.9%的反射膜,也就是穿过镜片后漏出来的激光非常少。当然了,你镜面粘了很多灰尘,激光把灰尘烧起来也是可以毁掉你那个镜子的。
这个时候IPG应该还没做出来单模的10kW, 所以应该推测这个很可能是多模的。连了五个,应该是50kW, 因为是连续激光(CW),所以峰值功率就是50kW这些。那么问题来了,在实验室条件先不提镜子的银或者金,铝对这个的反射都很强, 1kW聚焦到200 um直径的腰斑上都不足以烧穿铝钯,最牛逼的是,如果角度合适,反射回去了,会烧坏激光器,我在实验室打一枚硬币(绝对算不上非常干净)效果都很差, 激光器会显示反射率过高。
镜子不可能100%的反射激光
一般来讲,光束越粗, 聚焦距离越短,光斑越小,相当于激光武器就越“尖锐”, 像这种武器, 虽然光束扩大了很多,但是要知道聚焦到几百米远的目标上, 光斑其实很大的,我保守估计激光的腰斑尺寸至少要分米量级, 在1070 nm 波长下很难烧穿铝板。 铝板产生比较强大的反射,
最粗浅的分析是,镜子不可能100%的反射激光,自身会吸收一部分激光的能量。而激光武器能量达到一定程度,那么被镜子吸收的能量就可以烧穿镜子。其次是,镜子反射的是可见光,激光可以是不可见光,在镜子的反射光谱范围之外,那么自然是有多少能量都照单全收了。
中国激光武器试验
详尽一点的分析,就有点儿麻烦了。既然提问者说的是镜子,那就默认为普通的背后有一层薄薄的镀银,前面是玻璃的镜子了。首先应该说的镜子反射光线的原理。光线穿透玻璃,抵达金属,金属先吸收能量然后迅速放出能量,也就是反射光线。如果金属表面特别光洁,那么反射的光线就特别整齐,形成镜面反射。
而面对激光,就算金属表面再怎么光洁,瞬间吸收的能量实在是太大,超过了金属能够反射的能量的范围,金属的原子中的电子彻底脱离原子,金属的原子之间的结构被破坏掉,金属被''弄坏''了。换句话说,要是激光随随便便就被反射掉了,那么镜面级别的金属表面该怎么用激光进行雕刻啊啥的?所以,面对类似ABL这种兆瓦级的能量集中在不到一平方厘米的武器级激光,啥镜子都不好使。
激光的本质是一列电磁波,或者说是光子,光子的能量是用E=hv来计算的,其中h为普朗克常量,v为频率。由此可知,频率越高,能量越高。激光频率范围3.846×10^14Hz到7.895×10^14Hz。 由此看来,激光能量并不算很大,但是它的能量密度很大(因为它的作用范围很小,一般只有一个点),短时间里聚集起大量的能量。而激光武器是利用光子携带的能量杀伤,可想而知,镜子也许会反射些许,但是之后的瞬间便被熔融,所以起到的效用,微乎其微。
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