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中國從上世紀(jì)六十年代就開始探索高功率激光技術(shù),王淦昌在1964年提出用激光壓縮熱核材料引發(fā)聚變的概念。這項工作逐步演變成神光系列裝置的建設(shè)。早期研究團隊在1973年建成萬兆瓦級釹玻璃激光系統(tǒng),并在低溫靶上獲得中子輸出。1977年,中國工程物理研究院和上海光學(xué)精密機械研究所合作推進(jìn)項目。
1981年,兩院聯(lián)合建造激光12號裝置,也就是后來的神光I。1985年,這個裝置實現(xiàn)通光,輸出兩路納秒級激光,總能量幾千焦耳。1986年,高功率激光物理聯(lián)合實驗室成立,鄧錫銘任主任。1987年,通過國家鑒定,輸出1.6千焦耳每納秒。這套系統(tǒng)成為中國首個大型高功率激光平臺。
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1993年,激光聚變納入國家高技術(shù)863計劃,陶祖聰擔(dān)任首席科學(xué)家。多家單位在海口會議上支持建造神光II,并定下指標(biāo)。1994年,神光I退役后,神光II啟動,規(guī)模擴大四倍。1998年,精密化項目同步進(jìn)行。
2000年,神光II初步運行,輸出8千焦耳,支持倍頻輸出。2001年驗收通過,打靶超8千次,驗證大口徑釹玻璃技術(shù)。2003年,神光III原型出光。2006年投入使用,黑腔溫度達(dá)230電子伏特。2007年,神光III原型亮相,能量達(dá)萬焦耳級。2009年,神光II升級立項,加第九路系統(tǒng)。
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2015年,神光III主機運行,48束激光分6組,每束口徑360毫米,同步精度40皮秒,總能量180千焦耳,峰值功率60太瓦。2016年,高能皮秒拍瓦系統(tǒng)輸出千焦耳,支持快點火試驗。2017年,神光II升級驗收。目前,神光IV在綿陽建設(shè),計劃288路激光,總輸出2兆焦耳,性能超美國國家點火裝置。核心部件如光學(xué)元件和脈沖電源已國產(chǎn)化。這些進(jìn)展讓中國從依賴進(jìn)口轉(zhuǎn)向自主生產(chǎn),提升技術(shù)可靠性。
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神光系列主要用于慣性約束聚變,用超強激光壓縮燃料靶丸到高密度高溫。神光I做基礎(chǔ)實驗,神光II擴展到八路,能量6千焦耳,三倍頻效率超50%。裝置有前端、預(yù)放大、主放大和靶場,支持聯(lián)合打靶。神光III集成第九路拍瓦系統(tǒng),能處理不同脈寬試驗。從2004到2017年,神光II打靶8390次,成功率91.7%。這不只驗證聚變物理,還推動高能量密度研究。
除了能源應(yīng)用,神光系列奠定高功率激光基礎(chǔ),延伸到激光雷達(dá)和通信。更重要的是,它支持定向能武器開發(fā)。激光武器以光速擊中目標(biāo),破壞表面材料和傳感器,不需彈藥,只耗電。成本低,一發(fā)相當(dāng)于電費,適合攔截?zé)o人機和巡航導(dǎo)彈。美軍已測試艦載系統(tǒng),中國通過神光積累技術(shù),形成發(fā)現(xiàn)跟蹤鎖定摧毀鏈路。在海空作戰(zhàn)中,這提升防空效率。
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神光系列推動產(chǎn)業(yè)鏈國產(chǎn)化,大口徑光學(xué)元件、非線性晶體和真空靶室從進(jìn)口轉(zhuǎn)向自產(chǎn)。技術(shù)突破包括大氣傳輸和束流控制,適用于陸基艦載平臺。傳統(tǒng)作戰(zhàn)模式加入能量戰(zhàn)維度,提高攔截率和飽和打擊。針對臺海南海態(tài)勢,這提供戰(zhàn)略支撐。臺灣防務(wù)報告提到激光發(fā)展,但儲備和產(chǎn)業(yè)鏈差距大。
一旦神光全面建成,中國軍隊實力將躍升。結(jié)合導(dǎo)彈航母和隱身戰(zhàn)機,形成多層網(wǎng)絡(luò)。防御成本降低,進(jìn)攻更精確。在電磁和動能之外,加光速通道。神光IV建成后,中國在定向能領(lǐng)域領(lǐng)先,代表從跟跑到并跑。
神光系列象征高技術(shù)追趕。1964年起步,到現(xiàn)在幾代人積累,沒有捷徑。核心零部件優(yōu)化性能,未來戰(zhàn)場誰先部署高能激光,誰占優(yōu)勢。
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