中国从上世纪六十年代就开始探索高功率激光技术,王淦昌在1964年提出用激光压缩热核材料引发聚变的概念。这项工作逐步演变成神光系列装置的建设。早期研究团队在1973年建成万兆瓦级钕玻璃激光系统,并在低温靶上获得中子输出。1977年,中国工程物理研究院和上海光学精密机械研究所合作推进项目。
1981年,两院联合建造激光12号装置,也就是后来的神光I。1985年,这个装置实现通光,输出两路纳秒级激光,总能量几千焦耳。1986年,高功率激光物理联合实验室成立,邓锡铭任主任。1987年,通过国家鉴定,输出1.6千焦耳每纳秒。这套系统成为中国首个大型高功率激光平台。
1993年,激光聚变纳入国家高技术863计划,陶祖聪担任首席科学家。多家单位在海口会议上支持建造神光II,并定下指标。1994年,神光I退役后,神光II启动,规模扩大四倍。1998年,精密化项目同步进行。
2000年,神光II初步运行,输出8千焦耳,支持倍频输出。2001年验收通过,打靶超8千次,验证大口径钕玻璃技术。2003年,神光III原型出光。2006年投入使用,黑腔温度达230电子伏特。2007年,神光III原型亮相,能量达万焦耳级。2009年,神光II升级立项,加第九路系统。
2015年,神光III主机运行,48束激光分6组,每束口径360毫米,同步精度40皮秒,总能量180千焦耳,峰值功率60太瓦。2016年,高能皮秒拍瓦系统输出千焦耳,支持快点火试验。2017年,神光II升级验收。目前,神光IV在绵阳建设,计划288路激光,总输出2兆焦耳,性能超美国国家点火装置。核心部件如光学元件和脉冲电源已国产化。这些进展让中国从依赖进口转向自主生产,提升技术可靠性。
神光系列主要用于惯性约束聚变,用超强激光压缩燃料靶丸到高密度高温。神光I做基础实验,神光II扩展到八路,能量6千焦耳,三倍频效率超50%。装置有前端、预放大、主放大和靶场,支持联合打靶。神光III集成第九路拍瓦系统,能处理不同脉宽试验。从2004到2017年,神光II打靶8390次,成功率91.7%。这不只验证聚变物理,还推动高能量密度研究。
除了能源应用,神光系列奠定高功率激光基础,延伸到激光雷达和通信。更重要的是,它支持定向能武器开发。激光武器以光速击中目标,破坏表面材料和传感器,不需弹药,只耗电。成本低,一发相当于电费,适合拦截无人机和巡航导弹。美军已测试舰载系统,中国通过神光积累技术,形成发现跟踪锁定摧毁链路。在海空作战中,这提升防空效率。
神光系列推动产业链国产化,大口径光学元件、非线性晶体和真空靶室从进口转向自产。技术突破包括大气传输和束流控制,适用于陆基舰载平台。传统作战模式加入能量战维度,提高拦截率和饱和打击。针对台海南海态势,这提供战略支撑。台湾防务报告提到激光发展,但储备和产业链差距大。
一旦神光全面建成,中国军队实力将跃升。结合导弹航母和隐身战机,形成多层网络。防御成本降低,进攻更精确。在电磁和动能之外,加光速通道。神光IV建成后,中国在定向能领域领先,代表从跟跑到并跑。
神光系列象征高技术追赶。1964年起步,到现在几代人积累,没有捷径。核心零部件优化性能,未来战场谁先部署高能激光,谁占优势。
热门跟贴