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戍天九思:中国超强激光重大突破!全球最大钡镓硒晶体!

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式
  据7月25日香港《南华早报》报道,中国研究人员成功研制出世界上最大的钡镓硒(BGSe)晶体,这可能为研制能够从地球打击卫星的超强激光武器铺平道路。报道称:“最重要的是,(晶体)能够承受高达每平方厘米550兆瓦的激光功率,这比现有军用级晶体的损伤阈值高出一个数量级。”

  激光器晶体是激光武器的心脏,是将外部能量转化为超强激光的核心部件。中国研制出最大钡镓硒晶体,表明中国超强激光武器指日可待。理论上直径60毫米的钡镓硒晶体可输出1.93 吉瓦的脉冲功率,可连续输出40兆瓦的中红外激光,而目前最大功率的激光武器功率仅300千瓦。

  ▲60 mm大尺寸BGSe晶体棒,图源中国科学院

  15年攻关——实现从实验室样品到武器级应用突破

  钡镓硒晶体,这是由中国科学院姚吉勇团队于2010年发明的综合性能优异的人工晶体,是发展超强激光武器的核心部件。但是,制备大尺寸、高品质钡镓硒单晶、输出高功率中长波红外激光一直是世界难题。

  2025年7月4日,中国《人工晶体学报》刊载了一篇名为《?60 mm大尺寸红外非线性BaGa4Se7晶体与器件制备》的文章。文章称,中国科学院合肥物质科学研究院团队采用双温区合成炉合成高纯多晶原料,通过改进的布里奇曼法成功生长出直径60毫米的钡镓硒晶体棒,并制备出10 mm×10 mm×50 mm以上的激光频率转换器件。表明中国经过15年技术攻关,终于实现了从实验室样品到武器级应用的关键跨越。主要有三大技术突破:

  一是真空密封超纯合成。钡镓硒晶体制备需真空密封超纯处理、双区熔炉月级生长、精密退火抛光等数十道工序,微量杂质即导致性能崩溃。中国通过双温区熔炉精密控温(高温区达1000℃),历时1个月完成晶体生长,并采用退火工艺消除缺陷。

  二是突破“自我损伤”世界性难题。传统激光武器在高功率运行时,光学元件易因热效应熔化。这种钡镓硒晶体耐受强度达550兆瓦/平方厘米,比现有军用晶体高出一个数量级(20-60兆瓦/平方厘米),远超美国同类晶体50-100兆瓦/平方厘米。美国1997年MIRACL激光器反卫星试验失败的主要原因就是激光器无法承受高功率输出而熔毁。该晶体从根本上解决了激光器自毁的问题。这为激光武器功率跃升扫除了关键障碍。

  三是尺寸全球最大。晶体直径达60毫米。美欧实验室多次尝试复现,但均因杂质控制和结构均匀性问题失败,无法达到武器级应用要求。

  ▲BGSe非临界相位匹配晶体元件,图源中科院

  其实,中国早在2020年就将钡镓硒晶体即纳入国家重点项目,强势推动军民融合双向赋能,2025年实现武器级应用。中科院合肥研究院研发的 “真空红外镀金电动光阑”(专利号:CN201920045715),是“光刃系统”实现高精度光路控制的核心部件。国防科技大学2025年获批基于钡镓硒晶体的红边波段激光专利(CN118487098B),实现670–760nm可调谐激光输出。 在导弹跟踪领域,钡镓硒晶体可提升红外传感器的灵敏度和抗干扰能力,增强对隐身目标的识别能力。中科院沈阳自动化所基于钡镓硒晶体的中红外探测系统,灵敏度超传统设备100倍,动态范围达110分贝,已用于生物医疗、化工监测等领域。

  重构战略威慑——撬动大国军事平衡

  大尺寸钡镓硒晶体广泛用于300千瓦以上超大功率激光武器,激光武器作战半径可从低轨扩大至中高轨,必将给未来战争带来颠覆性变革。

  一是催生反卫星与战略打击能力升级。美国90%军事通信、70%导弹预警依赖卫星体系。钡镓硒晶体能将短波红外激光(如1.06微米)高效转换为中波/远波红外激光(如3-5微米或8-12微米)——具有红外穿透优势,可大幅降低大气散射损耗,提升激光束的远距离聚焦能力。该晶体可使激光武器射程覆盖从低轨向中高轨延伸,可直接威胁GPS导航、SBIRS核预警卫星等美国核心天基资产,动摇美国“太空霸权”根基。

  二是让美国“金穹”系统破产。美国“金穹”太空反导系统虽宣称针对中国高超音速武器和卫星威胁,但天基激光能源小型化等技术瓶颈导致进度滞后。美国“金穹”计划在近地轨道部署200颗配备兆瓦级激光的卫星,单颗卫星重量35吨搭载氟化氢激光器可产生8兆瓦功率,射程4000公里。然而,该计划面临能源供应和散射效应等技术难题,且总成本可能高达1.5万亿美元,远超预算预期。相比之下,中国采取了更为灵活和经济的地基部署策略,地基激光武器不受轨道能源限制,且能快速调整部署位置。据外媒报道,中国青海湖基地的高原环境优势明显——空气稀薄使激光衰减降低18%,击落耗时比平原还快0.5秒。

  三是激光武器瓦解美国卫星数量优势。美国当前策略依赖卫星“韧性”(冗余星座如星链),但面对低成本激光“点穴式”打击(瘫痪单星传感器仅需数秒),其“硬扛”策略陷入被动。兰德报告指出,美国在“威慑缺口”下陷入两难:若以核报复反制则过度反应,若克制则被视为软弱。空军将军布拉德利·萨尔茨曼在2025年4月的听证会上表示,中国地面激光系统旨在“致盲和失聪”美国军队,尤其是针对关键的空间情报、监视和侦察资产。

  四是模糊威慑与战略主动权。激光攻击可伪装为“设备故障”,规避直接战争责任,符合“灰色地带战术”需求。 中国将激光武器定位为“可控升级工具”,类似核威慑的“非战而屈人之兵”。正如报道所言:“不是为了挑事,而是让别人不敢动我们”。激光武器还以光速打击、近乎无限弹药、超低拦截成本(如反无人机单次成本1美元)形成“效费比碾压”。相比百万美元级的反导导弹,激光系统对“低慢小”目标(无人机、导弹)的拦截成本相差三个数量级。

  总之,钡镓硒晶体虽小,却折射出大国竞争的底层逻辑变迁:材料科学正取代传统火力,成为战略威慑的新支点。中国凭借“晶体霸权”重构战略秩序,不仅获得“以光制空”的非对称优势,更在太空规则制定权、国防科技自主权、产业升级主导权上赢得先机。正如美媒警示:“当激光束穿透大气层时,再多的卫星冗余也抵不过基础材料的一记绝杀”。

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