隨著激光、新材料、微電子、聲光、電光等高新技術的發展。，衍生出壹種由各種光束能量產生強大殺傷力的“光束能量武器”，俗稱定向能武器。它是利用激光束、粒子束、微波束、等離子體束和聲束的能量，產生高溫、電離、輻射、聲波等綜合效應，以光束而非平面的形式向某壹方向發射，摧毀或損傷目標的武器系統。
根據發射能量的載體不同，定向能武器可分為激光武器、粒子束武器和微波武器。無論能量載體的性質是什麽，作為壹種武器系統，它具有以下特點:第壹，光束能以接近光束的速度行進，這種武器系統壹旦發射就能命中，無需等待時間；其次，能量集中且高，如高能激光束輸出功率可達幾百至幾千千瓦，擊中目標後會被摧毀、燒毀或熔化；此外，由於激光束或粒子束是發射出來的，它們聚集得非常精細和突然，所以對方很難發現光束是從哪裏來的，對方想機動、躲避或對抗都來不及。
1。戰術激光武器(TLW)
戰術激光武器主要由高能激光器、精確瞄準與跟蹤系統和光速控制發射系統組成。
(1)高能激光是激光武器的核心，也是殺傷破壞的關鍵部分。在選擇和研制激光武器時，應考慮的主要因素有:①盡可能高的發射功率；②能量轉換效率高；(3)激光波長應位於大氣窗口(指大氣在該波長吸收的能量很少)；(4)光束發散度小；⑤重量輕，體積小。到目前為止，高能激光器主要是固體激光器、CO2激光器和化學激光器。
(2)瞄準與跟蹤系統。對於任何武器系統，目標探測、捕獲和跟蹤都是首要任務。激光武器對瞄準和跟蹤系統的要求更高。因為激光武器是用激光束直接擊中目標而被破壞的，所以激光束不僅要直接擊中目標，還要在目標上停留壹段時間，以便積累足夠的能量摧毀目標。為使激光束準確命中目標並穩定跟蹤目標，瞄準精度應達到2×10u7( (0)，跟蹤精度應高於1mrad。激光武器所要求的跟蹤精度是目前微波雷達無法達到的。有必要發展紅外跟蹤、電視跟蹤、激光雷達等光學精密跟蹤。目前，激光雷達是國外重點發展的跟蹤系統。
(3)光束控制和發射系統。波束控制發射系統，也稱為發射望遠鏡。激光器發射的光束通過光束控制發射系統射向目標。發射望遠鏡的主要部件是壹個大反射鏡，起到將光束聚焦在目標上的作用。反射鏡的直徑越大，發射光束的發散角越小，即聚焦越好。然而，反射器的直徑越大，不僅加工工藝復雜，而且成本高。
激光武器可分為反衛星、反天基激光武器、反戰略導彈等戰略激光武器，以及用於破壞光電傳感器(包括人眼)、飛機和戰術導彈的戰術激光武器。戰術激光武器主要由陸軍野戰部隊使用。戰術激光武器的工作原理，以反導防空激光武器系統為例，說明其工作原理。首先，遠程預警雷達捕捉目標，並將目標信息發送到指揮控制系統。指揮控制系統通過目標分配和坐標變換，引導精確瞄準跟蹤系統捕獲並鎖定目標，然後精確瞄準跟蹤系統引導光束發射系統將發射望遠鏡瞄準目標。當目標處於合適位置時，指揮控制系統發出攻擊命令啟動激光器，激光器發出的光束通過控制發射系統射向目標並被摧毀。
目前，激光致盲武器已經在上世紀90年代投入戰場使用。例如，美國陸軍研制的“圓柱魚”激光盲器在海灣戰爭中投入使用。高功率戰術激光武器仍處於實驗研究階段。例如，海灣戰爭後，美國啟動了壹項名為“沙漠閃光”的研究項目，評估和研究使用激光武器對抗飛毛腿導彈。可供選擇的激光有三種:氟化氚/氟化氫激光、化學氧碘激光和自由電子激光。至於機載武器的研究，美國戰略防禦計劃局目前正在進行激光束水平射向飛毛腿導彈目標時大氣湍流對傳輸的影響研究。另壹項由Lorenz Livermore進行的研究將直接從高空無人機發射激光束，以避免大氣湍流對激光傳輸的影響。據報道，這兩項研究可能導致在90年代末對機載激光方案進行全面論證。因為大氣會對激光產生吸收、散射和湍流效應。大氣中的分子和氣溶膠(灰塵、煙霧、水滴等粒子)使激光束的能量衰減，大氣湍流會使激光束發生擴展、漂移、抖動和閃爍，使激光能量損失，偏離目標。對於強激光，由於大氣吸收了激光束的能量，光路會被加熱，從而改變大氣的折射率分布。這種氣體激光器的“熱暈”效應會使激光束發生漂移、擴展、扭曲或彎曲。大氣傳播的另壹個影響是大氣擊穿，即大氣電離。當大氣被分解產生等離子體時，會嚴重吸收或阻礙激光束的傳輸，影響其破壞力。預測戰術激光武器在近期內不太可能用於對抗地面裝甲目標，用於防空摧毀低空飛行器，攔截或摧毀戰術導彈，估計要到265438+30年代才能投入實際應用。
2.粒子束武器
粒子束武器是用高能強流加速器將粒子源產生的電子、質子和離子加速到接近束流，用磁場將其聚集成密集的束流，直接或帶電後向目標發射，利用束流的動能或其他作用使目標失效。除了粒子加速器，粒子束武器還包括能量、目標識別與跟蹤、粒子束瞄準與定位、指揮控制系統。其中，粒子加速器是粒子束武器系統的核心，用於產生高能粒子束。
為了對付強化靶，要把加速粒子的能量提高到100MeV，甚至200MeV，要求能源在600S內連續提供100MW功率，最大電流強度10KA，脈沖寬度和高度70ns。平均每秒產生5個脈沖。粒子束武器比激光武器更能摧毀目標。其主要特點是:穿透力強、能量集中、脈沖發射率高、發射方向變化快。粒子束武器按其特點可分為兩類:壹類是在大氣層中使用的帶電粒子束武器，可以直接通過目標進行“硬”殺傷，也可以對部分失效的裝備研制進行“軟”殺傷；另壹種是外層空間使用的中性粒子束武器，主要用於攔截助推導彈，以及中段或再入目標。目前對前壹種粒子束武器的研究僅限於作為點防禦的近程武器系統，它將在實戰中得到應用。預計在265438+20世紀20-30年代。
粒子束武器的主要缺點是:壹是帶電粒子在大氣中的能量損失大；其次，由於束流擴散，在空中使用的粒子束只能擊中近程目標；第三是光束受地磁場的影響而彎曲。所以這種武器要在實戰中應用還需要很長時間。目前，發達國家主要進行基礎研究，並以空間防禦系統為基礎。能否作為戰術武器還很難預測。
3.微波武器微波武器是利用強微波發射機、高增益天線等配套設備，使發射的強大微波束匯聚成窄波束，以強大的能量殺傷和摧毀目標的定向能量武器。它輻射的微波束能量比雷達大幾個數量級。
微波武器可以用來殺人。就其殺傷機理而言，有“非熱效應”和“熱效應”兩種。“非熱效應”是指用3 ~ 13 MW/cm2的弱波能量照射人體，會引起人的煩躁不安、頭痛、神經紊亂、記憶力下降等。如果將這種效應用於戰場，可以使各種武器系統的操作者產生上述心理異常，導致武器系統操作失敗。“熱效應”是利用強烈的微波輻射照射人體，能量密度為20 W/cm2，照射時間為1 ~ 2秒，通過瞬間的高溫高熱導致人的死亡。微波束的另壹個特點是可以通過縫隙、玻璃或纖維進入坦克裝甲車輛內部，灼傷車內乘員。
微波武器還可以使現代武器系統中的電子設備和組件失效或受損。比如用0？01 ~ 1微瓦/平方厘米的微弱微波能量，可幹擾相應頻段的雷達和通信設備的正常工作。10 ~ 100 W/cm2的強微波輻射形成的瞬態電磁場，可使金屬目標表面產生的感應電流和電荷通過天線、導線和各種開口或縫隙進入坦克、裝甲車、導彈、飛機、衛星等武器內部，破壞傳感器、電子元器件等各種敏感部件，使武器系統失去效能。微波武器的能量達到1000 ~ 10000 W/cm2，可在短時間內因高熱摧毀目標，甚至引爆武器內的炸藥，使武器被摧毀。與激光束、粒子束武器相比，微波武器作用距離更遠，受天氣影響更小，相應的對抗措施也更加復雜。
目前車載戰術微波武器等戰術微波武器的研究進展迅速，有望在下世紀初裝備部隊。此外，目前美國已經研制出壹種實驗微波發射管，可以在微波波段產生吉瓦級脈沖功率，希望最終脈沖功率達到100 GW。
微波武器存在的問題有:第壹，對有核防護設施的目標無效。許多國家的軍用電子系統都配備了防原子破壞設備，並開始制定相關的軍用電子設計標準。這些裝置對微波武器也有同樣的預防作用，因為金屬板可以保護電子裝置不受微波熱效應的影響；第二，可能會對正在使用的友鄰部隊造成威脅。要想發揮微波武器的作用，其功率必須非常高，在壹定範圍內可能對友軍和友鄰部隊的電子系統造成極大威脅。為了防止這種情況，必須使用高方向性天線或使用接地屏蔽；第三，微波武器可能受到反輻射導彈(ARM)的攻擊。反輻射導彈是壹種尋找無線電和雷達信號的導彈。不言而喻，由於微波武器可以發射強大的電磁波，ARM被視為微波武器的天敵，但目前國際上壹些學者對這壹問題持有不同看法。原因如下:第壹，微波武器被認為威力大，可能提前引爆攻擊導彈；第二，微波武器可能會影響反輻射導彈制導系統中的微電子電路，從而破壞反輻射導彈的跟蹤和偏離航向。
二、定向能武器的未來研發趨勢
定向能武器包括激光武器、粒子束武器和微波武器。目前正處於基礎技術和原理方案的預研、研制和討論階段，估計將於下世紀初陸續投入戰場，對未來戰場態勢產生深遠影響。定向能武器的未來發展趨勢是:
1.激光武器的未來研究與發展趨勢
(1)開發新的精確瞄準和跟蹤系統。激光武器的瞄準和跟蹤精度要求很高，否則無法準確命中目標，目前發展的微波雷達也達不到要求。目前，國際上正在開展紅外跟蹤、電視跟蹤和激光雷達的光學跟蹤技術發展研究，重點是激光雷達跟蹤系統的研究。(2)制造大型反射鏡的新材料和新加工技術研究。激光武器的反射鏡越大，發射光束的發散角越小，聚焦性能好。反射鏡直徑超過1m，不僅制造復雜，而且極其昂貴。隨著體積和重量的增加，主鏡的指向矢轉動慣量增大，不能滿足對目標的跟蹤速度和對付多個目標的能力。為此，美國等西方國家將開展制造鏡面材料和新型加工技術的研究。比如美國計劃使用石墨纖維復合材料作為鏡面的基底，鏡面鍍矽拋光，其熱膨脹系數接近於零。反射器由幾個反射鏡組裝而成，這降低了加工要求。這項技術的突破將可能降低鏡子的成本，並提高其便攜性和熱穩定性。
(3)積極開展強激光在大氣中傳輸引起的大氣湍流和“熱暈”的研究。目前正在探索和研究激光在大氣中傳輸對湍流和“熱暈”的有害影響。對於大氣擊穿的“熱暈”效應，有人提出先用壹束低強度、高重復率的引導光束趕走光路中的氣溶膠粒子，然後發射強激光，也有人計劃用自適應光學抵消湍流和“熱暈”效應。這些方法都是正在和將要研究的課題。
2.粒子束武器的未來研究和發展趨勢
(1)加強基礎研究。對於粒子束武器的基礎研究，首先研究產生粒子的加速器。目前，產生粒子束的主要方法是使用直線感應加速器(LIA)。但由於這種加速器太重，無法在戰場上投入使用。目前，正在努力開發壹種小型LIA，它以線性LIA為中心，然後像卷餅壹樣纏繞起來，這樣粒子束就可以在現有的小型LIA中循環。美國陸軍彈道研究實驗室表示，小循環LIA的原理需要進壹步證實。其工作原理是:通過同壹個加速器，脈動粒子束不斷循環，以逐漸給每壹束通過的粒子束增加能量。這種小型加速器能否在陸軍戰場投入使用，尺寸和重量是關鍵因素。
(2)重視高能轉換技術的研究。重視能量轉換技術的研究，以形成高速粒子脈沖。目前，美國空軍研究機構表示，傳統可控矽開關和火花放電開關的研究已經完成，下壹步將開展磁性開關的研究。這種開關基於飽和電磁感應原理，具有高重復率。
3.微波武器的未來研究和發展趨勢。未來微波武器基礎理論和技術的研究和發展是非常廣闊的。其未來研發的重點是:
(1)重視中功率微波武器的研究。所謂中功率微波武器，就是其功率低於高功率微波武器，但高於現在的幹擾機。專家預測，中功率微波只要有合適的高脈沖重復率、帶寬和脈沖形狀，毀傷效果將遠高於現有幹擾機。電子幹擾機只是起到迷惑、欺騙電臺、雷達的操作人員使其無法正常工作的作用，而中功率微波武器的作用是影響電子設備本身，從而使操作人員無法工作。21世紀初，這種中功率微波武器將研制成功，取代現有的電子幹擾機。
(2)註意研究解決微波武器的使用對友鄰系統的影響。美國空軍目前正在研究壹種性能優異的裝置來保護微波武器，以克服未來戰場使用微波武器不會影響友鄰部隊裝備使用的問題。
(3)海軍艦載微波武器可能首先投入使用。因為各軍種對微波武器都有特殊要求。美國陸軍提出的戰術微波武器應該可以安裝在大型履帶上，不僅體積小，還可以在直立桅桿上安裝高指向性的天線，實現最佳瞄準。空軍要求這種武器體積小，功率低，使用特殊天線。海軍艦載微波武器具有功率高、天線大、射程遠的特點。據分析，在三軍中，對海軍提出的微波武器的重量、空間、功率限制很少。因此，海軍微波武器可能在未來10 ~ 20年內首先投入使用。