高能激光武器是利用激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器，具有能量集中、传输速度快、作用距离远、命中精度高、转移火力快、抗电磁干扰、能多次重复使用和效费比高等优点。相较传统的化学能武器，激光武器理论上具有代际优势。
　　激光器核心组成部分包括增益介质和泵浦源。按增益介质划分，可以划分为气体、液体和固态激光器，考虑到武器装备对体积、重量、可维护性的要求，固态激光器是激光武器应用较成熟的路线。高能固态激光器主要采用薄片、板条、光纤、波导四类技术路线，其中光纤激光器在激光武器中应用广泛。按泵浦源划分，半导体泵浦激光器是高能光纤激光器主流泵浦源。激光武器按照对目标的毁伤机理划分，包括干扰/致盲目标光电系统的“软毁伤”和烧穿、融化目标结构的“硬毁伤”，“硬毁伤”需求驱动激光器向更高功率发展。
　　美国陆海空三军开展了多项激光武器研发。美国早期着眼战略需求发展兆瓦级天基激光武器，但受技术限制难以实现；“9·11”事件后，美国已经转向偏重战术应用，发展几十至几百千瓦级激光器，以激光武器对抗无人机、来袭弹药等战术目标。美国陆军计划采用50千瓦至300千瓦激光器实施防御，依据美国陆军战斗能力发展司令部所规划的现代防空和导弹防御路线图，在总共6层防御措施中，第2和第5层采用激光武器。美国空基激光武器发展分为三阶段，其任务目标分别包括：1）使传感器等软目标失效；2）对抗中距离导弹等威胁；3）直接毁伤空中/地面硬目标；激光武器规划功率级别分别为10千瓦、100千瓦和300千瓦。美国海军计划采用300千瓦以上激光器实现拦截导弹，美国海军还计划在2025年后装备激光束功率1兆瓦级别的高能激光武器，从而全面具备拦截从反舰巡航导弹到使用再入机动弹头的反舰弹道导弹的能力。当前美国陆海空三军激光武器实际部署应用尚处于初期阶段。
　　激光研究是中国863计划重要部分，中国高功率全固态激光器产品已初步形成了从自主研制激光器到成套装备集成再到应用的完整产业链。作为新域新质作战力量，激光武器未来国内外需求广阔。
　　在A股上市公司中暂未发现以激光武器为主业的企业。高功率激光器产业链相关上市公司有锐科激光（光纤激光器）、长光华芯（半导体激光芯片）、联创光电（布局泵浦源和激光器、新型激光反制无人机产品）、光韵达（子公司海富光子从事激光器业务）等。
　　风险提示：激光武器需求不及预期；技术研发成熟度不及预期；在A股上市公司中暂未发现以激光武器为主业的企业

研究报告全文：行业研证券研究报告究industryId国防军工激光武器行业深度报告title新域新质作战力量美军初期部署应用investSuggestion推荐维持investScreateTime1uggesti2023年09月04日行onChange投资要点业summary高能激光武器是利用激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器具有能深分析师量集中传输速度快作用距离远命中精度高转移火力快抗电磁干扰度石康能多次重复使用和效费比高等优点相较传统的化学能武器激光武器理论研shikangxyzqcomcn上具有代际优势究S1220517040001激光器核心组成部分包括增益介质和泵浦源按增益介质划分可以划分为李博彦报气体液体和固态激光器考虑到武器装备对体积重量可维护性的要求liboyanxyzqcomcn告固态激光器是激光武器应用较成熟的路线高能固态激光器主要采用薄片S0190519080005板条光纤波导四类技术路线其中光纤激光器在激光武器中应用广泛按泵浦源划分半导体泵浦激光器是高能光纤激光器主流泵浦源激光武器按照对目标的毁伤机理划分包括干扰致盲目标光电系统的软毁伤和烧穿融化目标结构的硬毁伤硬毁伤需求驱动激光器向更高功率发展美国陆海空三军开展了多项激光武器研发美国早期着眼战略需求发展兆瓦级天基激光武器但受技术限制难以实现911事件后美国已经转向偏重战术应用发展几十至几百千瓦级激光器以激光武器对抗无人机来袭弹药等战术目标美国陆军计划采用50千瓦至300千瓦激光器实施防御依据美国陆军战斗能力发展司令部所规划的现代防空和导弹防御路线图在总共6层防御措施中第2和第5层采用激光武器美国空基激光武器发展分为三阶段其任务目标分别包括1使传感器等软目标失效2对抗中距离导弹等威胁3直接毁伤空中地面硬目标激光武器规划功率级别分别为10千瓦100千瓦和300千瓦美国海军计划采用300千瓦以上激光器实现拦截导弹美国海军还计划在2025年后装备激光束功率1兆瓦级别的高能激光武器从而全面具备拦截从反舰巡航导弹到使用再入机动弹头的反舰弹道导弹的能力当前美国陆海空三军激光武器实际部署应用尚处于初期阶段激光研究是中国863计划重要部分中国高功率全固态激光器产品已初步形成了从自主研制激光器到成套装备集成再到应用的完整产业链作为新域新质作战力量激光武器未来国内外需求广阔在A股上市公司中暂未发现以激光武器为主业的企业高功率激光器产业链相关上市公司有锐科激光光纤激光器长光华芯半导体激光芯片联创光电布局泵浦源和激光器新型激光反制无人机产品光韵达子公司海富光子从事激光器业务等风险提示激光武器需求不及预期技术研发成熟度不及预期在A股上市公司中暂未发现以激光武器为主业的企业请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明行业深度研究报告目录1激光武器基本概念-4-11激光武器特点及分类-4-12激光武器发展演变由战略向战术战术应用追求更高功率-5-2激光武器基本原理-6-21激光武器主要功能部件-6-22激光器技术路线分类-7-3国外激光武器发展现状-11-31陆基激光武器-11-32空基激光武器-14-33海基激光武器-16-34美国激光武器部署应用尚处于初期阶段-17-4国内高功率激光器发展概况-18-41高功率激光器发展概况-18-42激光武器发展概况-19-5高功率激光器产业链主要上市公司-19-51锐科激光-19-52长光华芯-24-53联创光电-30-54光韵达-34-6总结-39-7风险提示-40-图目录图1美国激光武器发展重点-5-图2激光器主要分类方式-9-图3高能激光机动演示系统-13-图4多任务高能激光武器概念图-13-图5美国空军机载激光武器发展路线图-15-图6美国ABL机载激光武器结构示意图-15-图7美国SHiELD激光吊舱原理样机-15-图8美国诺斯罗普格鲁曼公司光束拼接板条激光器结构示意图-16-图9补偿大气畸变的自适应光学系统结构示意图-16-图10我国激光技术发展历程简介-19-图112018-2022年锐科激光营收亿元归母净利润亿元及增速-21-图122018-2022年锐科激光毛利率净利率和ROE-21-图132018-2022年锐科激光分产品营收亿元-22-图142018-2022年锐科激光分产品毛利率-22-图152018-2022年锐科激光研发费用亿元及研发费用率-22-图162018-2022年锐科激光销售管理财务费用率-22-图17高功率半导体激光器单管示意图-25-图18巴条芯片示意图-25-图192018-2022年长光华芯营收亿元归母净利润亿元及增速-27-图202018-2022年长光华芯毛利率净利率和ROE-27-图212018-2022年长光华芯分产品营收亿元-28-请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-2-行业深度研究报告图222018-2022年长光华芯分产品毛利率-28-图232018-2022年长光华芯研发费用亿元及研发费用率-28-图242018-2022年长光华芯销售管理财务费用率-28-图252018-2022年联创光电营收亿元归母净利润亿元及增速-32-图262018-2022年联创光电毛利率净利率和ROE-32-图272020-2022年联创光电分产品营收亿元-33-图282020-2022年联创光电分产品毛利率-33-图292018-2022年联创光电研发费用亿元及研发费用率-34-图302018-2022年联创光电销售管理财务费用率-34-图312018-2022年光韵达营收亿元归母净利润亿元及增速-37-图322018-2022年光韵达毛利率净利率和ROE-37-图332021-2022年光韵达分产品营收亿元-37-图342020-2022年光韵达分产品毛利率-37-图352018-2022年光韵达研发费用亿元及研发费用率-38-图362018-2022年光韵达销售管理财务费用率-38-表目录表1不同搭载平台的激光武器-4-表2激光武器典型毁伤激励-5-表3组成激光武器的系统及功能-7-表4激光器主要功能部件示意图及主要功能部件作用-8-表5激光器按增益介质分类-10-表6四种固态激光器简介-10-表7美国陆军战斗能力发展司令部规划的现代防空和导弹防御路线图-12-表8美国陆军车载激光武器主要项目-13-表9近年其他国外陆基激光武器研制情况-14-表10机载激光武器尚面临的具有挑战性的技术问题-16-表11美国海军主要海基激光武器研究项目-17-表12锐科激光主要产品介绍-20-表13锐科激光研发投入项目-23-表14锐科激光2023年预计日常关联交易-24-表15长光华芯主要产品介绍-26-表16持有长光华芯股份的核心技术人员截至2022-03-29-27-表17长光华芯各期按照合并口径计算的前五大客户情况-29-表18长光华芯首发募投项目-30-表19联创光电主要产品介绍-31-表20联创光电技术2022年科技成果-32-表21光韵达主要产品介绍-35-表22光韵达控股子公司海富光子主要产品介绍-36-表23光韵达募集资金承诺项目情况截至2022年报-39-请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-3-行业深度研究报告1激光武器基本概念11激光武器特点及分类激光英文名LightAmplificationbyStimulatedEmissionofRadiation缩写LASER意即通过受激辐射产生的光放大激光具有单色性好相干性高方向性强的特点不同于传统枪炮等武器以火药发射弹丸为机理以激光武器微波武器电磁炮等为代表的新概念高能武器呈现出快速发展的趋势据高功率激光武器进展与启示杨剑波宗思光陈利高能激光武器是利用激光束直接毁伤目标或使之失效的定向能武器具有能量集中传输速度快作用距离远命中精度高转移火力快抗电磁干扰能多次重复使用和效费比高等优点按照搭载平台划分激光武器可以分为天基机载舰载车载地面几类表1不同搭载平台的激光武器天基机载舰载车载地面资料来源美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山激光武器关键技术及典型作战模式分析王海涛兴业证券经济与金融研究院整理按照对目标的毁伤机理划分包括干扰致盲目标光电系统的软毁伤和烧穿融化目标结构的硬毁伤毁伤形式与激光的功率密度单位面积的激光功率相关硬毁伤所需要的功率密度高于软毁伤请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-4-行业深度研究报告表2激光武器典型毁伤激励损伤阈值目标激光照射区域作用方式功率量级瓦平方厘米干扰10-810-4光电系统光学传感器致盲10-31小型无人机蒙皮烧穿100导弹外壳融化1000资料来源美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山兴业证券经济与金融研究院整理12激光武器发展演变由战略向战术战术应用追求更高功率美国开展激光武器研究时间长项目多以美国激光武器发展重点作为参考可以发现其激光武器在用途上由侧重战略目的向侧重战术目的在技术指标上从最早难以实现的天基兆瓦级激光器转向更现实的几十千瓦级激光器再进一步要求激光器提升至增加百千瓦兆瓦级图1美国激光武器发展重点资料来源美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山美国机载激光武器发展-ABL计划刘李辉谭碧涛张学阳兴业证券经济与金融研究院整理美国早期着眼战略需求发展兆瓦级天基激光武器现已不是重点据美军机载激光武器系统发展趋势研究何有荣祥胜美苏冷战时期为摧毁敌方卫星和弹道导弹而致力于研发天基激光武器和地基激光武器自1977年起美国一直在努力研发天基激光武器激光武器体制以化学激光器为主功率为兆瓦级体积较为庞大但由于相关技术与成本耗费等方面问题导致部署遥遥无期使得美请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-5-行业深度研究报告军开始逐步将研究重点由在轨激光转向小型激光武器2002年10月美国国防部宣布撤消天基激光综合飞行实验计划办公室将天基激光武器计划收缩成小规模的技术发展计划并且不再计划后续的空间实验911事件后美国转向偏重战术应用发展几十千瓦级激光器据美军机载激光武器系统发展趋势研究何有荣祥胜为积极应对来自单兵防空武器火箭弹小型飞行器和自制爆炸装置物等威胁美军开始致力于以激光器为主更具机动灵活性的战术武器的研发采用几十千瓦级的激光器其技战术特点是具有远距离干扰和一定的近距离毁伤能力硬摧毁要求提升激光器向兆瓦级发展为应对潜在的反舰导弹和大型作战无人机的威胁美国大力发展舰载和无人机搭载的激光武器进一步研发紧凑型百千瓦量级的光纤体制固体激光武器据美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山2019年美国国防部研究与工程副部长办公室发布激光扩展计划信息需求目标是提高高能激光武器的激光功率和转换效率减小其重量和体积提出了功率分别为300kW500kW1MW的阶梯目标2激光武器基本原理21激光武器主要功能部件典型的构成激光武器的系统包括侦察指挥系统精密跟踪系统高能激光器光束定向器和电源及配套系统其中高能激光器是激光武器的核心请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-6-行业深度研究报告表3组成激光武器的系统及功能系统功能搜索和捕获敌方目标并综合上一级指挥系统发送来的其他信侦察指挥系统息和作战指令进行目标分配和坐标转换输送给精密跟踪系统精密跟踪系统捕获并锁定目标引导光束使信标光束和杀伤光束瞄准目标高能激光器是激光武器的核心负责产生高能激光束光束定向器发射和校正激光大气畸变电源及配套系统供电等配套资料来源中小型无人机防御激光武器的技术途径分析徐明兴林冰轩陈志刚兴业证券经济与金融研究院整理22激光器技术路线分类激光器有三大主要功能部件泵浦源增益介质谐振腔泵浦源为激光器提供光源增益介质也称为工作物质吸收泵浦源提供的能量后将光放大谐振腔为泵浦光源与增益介质之间的回路振腔振荡选模输出激光请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-7-行业深度研究报告表4激光器主要功能部件示意图及主要功能部件作用功能部件作用作为能量源作用是产生光子对增益介质进行激励泵浦源发出的光子将增益介质中的泵浦源粒子从基态泵浦pump到高能级以实现粒子数反转目前泵浦源一般采用高功率半导体激光器LD主要作用是完成电能到光能的转化增益介质用来实现粒子数反转并放大光同时决定输出激光的波长主要起到储存提纯激光的作用谐振腔通常由两块反射镜构成也可以用耦合器构成各种环形谐振腔光子在反射镜之间来回反射不断在增益介质中引起受激辐射谐振腔产生高强度的激光同时谐振腔可使腔内的光子有一致的频率波长相位和运行方向而使得激光具有良好的方向性和相干性资料来源激光制造网兴业证券经济与金融研究院整理按照核心功能部件增益介质和泵浦源的技术路线运转方式和输出波长可以将激光器分类不同种类的激光器由于其技术特点不同适宜于不同应用场景请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-8-行业深度研究报告图2激光器主要分类方式资料来源长光华芯招股说明书兴业证券经济与金融研究院整理固态激光器是激光武器较成熟的增益介质路线按照增益介质技术路线可以把激光器分为固态激光器染料液体激光器化学气体激光器和自由电子激光器其中染料液体激光器在工业中应用较少化学气体激光器能较容易实现高功率如据高功率激光武器进展与启示杨剑波宗思光陈利斐美国研制的氟化氘化学激光武器输出功率达到22MW位列激光武器功率前列但气体激光器弹体积大且会产生有毒气体自由电子激光器在体积重量和功耗方面对比固态激光器仍不具备优势考虑到武器装备对体积重量可维护性的要求固态激光器是激光武器应用较成熟的路线请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-9-行业深度研究报告表5激光器按增益介质分类技术路线增益介质优点缺点晶体光纤全电工作战场保障简单作固态激光器大功率输出时热管理较难等固体战效费比高香豆素类等热效应不明显可以在较宽的染料液体激光器染料溶液的稳定性较差工业应用较少有机染料范围内实现波长连续调谐氟化氘等气较其他技术路线更容易达到兆化学气体激光器体积大产生有毒气体体瓦级的高功率作为武器的激光器装置系统复杂在体无需增益介频谱范围广频率可连续调自由电子激光器积重量和功耗方面对比固态激光器仍质谐光束质量好不具备优势资料来源高功率激光武器进展与启示杨剑波宗思光陈利斐新型液体染料激光器的研究方昱玮美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山兴业证券经济与金融研究院整理光纤激光器在激光武器中应用广泛高能固态激光器主要采用薄片板条光纤波导四类技术路线四种技术路线均被美国波音公司洛克希德马丁等防务公司实践据高功率激光武器进展与启示杨剑波宗思光陈利斐光纤激光器以可柔性操作的掺杂光纤作为增益介质光束质量优良电光效率高约40易于散热可靠性高适装性强据战术激光武器反无人机发展现状和关键技术分析朱孟真陈霞刘旭等随着技术发展光纤激光器的输出性能得到了极大提高在工业国防等领域得到了广泛应用2012至2021年的高能激光武器试验主要是基于光纤激光器实现的表6四种固态激光器简介分类结构及原理示意图技术特点国内外典型进展晶体因为很薄径厚比很大可以得到有效的冷却且热波音公司2012年研发出功率为薄片流方向和激光传输方向基本34kW效率在30以上的薄片激光激光一致使得晶体内的温度分器器布非常均匀大大改善了光束质量及功率稳定性采用之字形光路大面传导板条美国达信防务公司2010年通过串联冷却技术保证了增益介质的激光6个17kW的双板条模块实现了有效散热部分消除热效应器100kW单口径激光输出对光束质量的影响光纤激光器以波导结构作为洛克希德马丁公司于2017年实现光纤光束产生和传输通道具有了60kW级光纤光谱合成光源样激光电光效率高光束质量好以机2019年实现了150kW级激光输器及结构紧凑柔性传输热管出理方便等优点在工业国防请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-10-行业深度研究报告等领域得到了广泛应用融合了板条激光器和光纤激平面光器的优点既能实现大模美国雷神公司2014年实现了单个波波导体积运转又在一维方向起导25kW的激光输出并进行了激光到波导作用具有结构紧凑100kW功率输出的概念设计器散热效率高与光束质量好的优点资料来源战术激光武器反无人机发展现状和关键技术分析朱孟真陈霞刘旭等高功率激光武器进展与启示杨剑波宗思光陈利斐兴业证券经济与金融研究院整理半导体泵浦激光器是高功率光纤激光器主流泵浦源泵浦源是激光的能量源泵浦源激光系统的转换效率输出功率有重要影响泵浦源按照激励方式可以分为光泵浦电泵浦化学泵浦热泵浦和核泵浦半导体泵浦源DiodePump也称为二极管泵浦源本身是一个半导体激光器属于光泵浦源据高功率半导体激光泵浦源研究进展马骁宇张娜玲仲莉刘素平井红旗高功率半导体激光器泵浦的固体激光器和光纤激光器具有效率高寿命长稳定性好光束质量好的优点综上按增益介质划分光纤激光器是当前激光武器的重点发展方向硬毁伤需求驱动激光器向更高功率发展按泵浦源划分半导体泵浦激光器是高功率光纤激光器主流泵浦源3国外激光武器发展现状31陆基激光武器陆基激光武器主要作用是对抗来袭弹药和无人机据美国陆军官网战斗能力发展司令部规划了现代防空和导弹防御路线图共6层防御措施对抗无人机导弹火箭弹等第1层至第6层防护区域依次增大其中第2和第5层采用激光武器分别为多任务高能激光Multi-MissionHighEnergyLaserMMHEL和高能激光战术车辆HighEnergyLaserTacticalVehicleDemonstratorHELTVD请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-11-行业深度研究报告表7美国陆军战斗能力发展司令部规划的现代防空和导弹防御路线图层次任务弹道低空无人机接战BLADE与普通遥控武器站一同用于击落无第1层人机第2层多任务高能激光MMHEL攻击和摧毁来袭的弹药和无人机第3层和第机动防空技术MADT打击更大的飞机实现更高级别的防护并4层与下一代火控雷达链接实现导弹拦截高能激光战术车辆HEL-TVD拦截火箭弹炮弹迫击炮弹和无第5层人机低成本增程防空导弹拦截技术打击亚音速巡航导弹和破坏性极大的第6层无人机资料来源美国陆军官网兴业证券经济与金融研究院整理两层防御范围对应两类功率级别的车载激光武器据美国陆军车载战术激光武器发展分析黄沛曹国辉张海晶等多任务高能激光平台为轻型机动战车功率为50kW高能激光战术车辆项目平台为重型卡车功率为100kW除了上述两项目外美国陆军还有其他功率车载激光武器项目其中2019年美国陆军与通用原子电磁系统波音合作的间接火力防护能力-高能激光器项目寻求开发250-300kW功率的激光武器以拓展拦截巡航导弹能力请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-12-行业深度研究报告表8美国陆军车载激光武器主要项目平台分类项目启动时间合作研制方功率kW任务目标高能激光机动演2012年进入波音10火箭弹炮弹和迫击炮弹示系统测试阶段高能激光器移动2017洛克希德马丁60火箭弹和迫击炮弹试验车重型卡车高能激光战术车Dynetics联合洛火箭弹炮弹迫击炮弹巡航2018100辆克希德马丁导弹和无人机间接火力防护能通用原子电磁系2019250-300专门拓展拦截巡航导弹能力力-高能激光器统联合波音机动远征高能激2016年已经波音25四旋翼无人机固定翼无人机轻型机动光成功测试战车Kord技术联合雷火箭弹火炮迫击炮以及无人多任务高能激光201850神技术机资料来源美国陆军车载战术激光武器发展分析黄沛曹国辉张海晶等美国陆军官网波音公司兴业证券经济与金融研究院整理图3高能激光机动演示系统图4多任务高能激光武器概念图资料来源美国陆军车载战术激光武器发展分析黄沛曹资料来源美国陆军车载战术激光武器发展分析黄沛曹国辉张海晶等兴业证券经济与金融研究院整理国辉张海晶等兴业证券经济与金融研究院整理除了美国陆军外加拿大德国和以色列也开展了陆基激光武器研制并在近年取得进展请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-13-行业深度研究报告表9近年其他国外陆基激光武器研制情况国家时间效能加拿大陆军称其高能激光器研发已突破100kW的瓶颈希加拿大2017年望应用于处理简易爆炸装置和未爆炸弹药以及应对无人机莱茵金属防务公司宣布成功开发了新的100kW级别激光德国2019年武器站在测试中成功摧毁无人机和迫击炮弹拉斐尔先进防务系统公司研发的DroneDome-L反无人机以色列2020年系统开展了首场现场演示资料来源新华网央视军事激光制造网兴业证券经济与金融研究院整理32空基激光武器美国空军早期尝试大功率机载激光武器拦截弹道导弹项目已停止据美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山等美国曾开展机载激光武器ABLAirborneLaser项目方案是在大型平台波音747宽体飞机上搭载将高能化学氧碘激光武器从12000米高空拦截250千米以外的处于助推段的洲际或弹道导弹但存在效果与预期相差较大激光在大气传输过程中大气湍流和热晕等问题没能得到有效解决部署费用极为高昂的问题据AirforceTechnology网站美国国防部1996年授予ABL项目合同2011年ABL项目已经停止截至停止时已经花费近52亿美元美国制定了更切合实际的三步走战略据美国空军机载激光武器发展路线图目前美国空基激光武器发展分为三阶段其任务目标分别包括1使传感器等软目标失效2对抗中距离导弹等威胁3直接毁伤空中地面硬目标规划功率级别分别为10kW100kW和300kW搭载平台分别由现有作战飞机逐步发展为下一代战机请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-14-行业深度研究报告图5美国空军机载激光武器发展路线图资料来源美军机载武器的新发展范晋祥陈晶华美国空军CSBADirectedEnergySummitSummaryReport28July2015兴业证券经济与金融研究院整理美国机载激光吊舱已经成功开展地面实验据美军机载武器的新发展范晋祥陈晶华2019年SHiELD项目地面版本的验证样机成功击落了空中发射的导弹验证了激光武器对导弹目标的杀伤有效性据环球网2020年7月援引美国防务新闻报道由于技术挑战以及疫情的影响原本计划在2021年实施的SHiELD机载测试被推迟至2023年图6美国ABL机载激光武器结构示意图图7美国SHiELD激光吊舱原理样机资料来源美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山资料来源美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山等兴业证券经济与金融研究院整理等兴业证券经济与金融研究院整理机载激光武器尚面临若干具有挑战性的技术问题据从SHiELD看机载激光武器的反导能力和技术挑战曹秋生路静柳建光等机载平台相较舰载车载平台具有高速空间有限的特点高速带来了动对动高速目标精密跟瞄和聚焦发射问题以及超声速空气流动对激光传输的影响飞机有限的空间要求激光武器平台具有高转换效率大功率激光要求飞机平台具有额外的供电措施请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-15-行业深度研究报告表10机载激光武器尚面临的具有挑战性的技术问题技术问题解决问题技术路径飞机平台特性约束下的高转换效率高光束质量技术路线主要集中于单口径输出和多链路相干或非相干高功率激光输出合成两类增益介质大多采用板条或光纤或二者结合常规机载供电很难直接满足激光武器供电需求采用独立任务电源或在机载发电机和高能激光电源之间设置储能装置动对动高速目标精密跟瞄和聚焦发射对飞机的各种运动进行补偿超声速环境对激光束传播的影响和激光大气畸变研究补偿措施战斗机可能面临来自不同方向的多个导弹威胁研究全向激光出射转塔结构资料来源从SHiELD看机载激光武器的反导能力和技术挑战曹秋生路静柳建光等兴业证券经济与金融研究院整理据美国高能激光武器发展概况激光合束输出技术可以实现多路激光的功率合成美国诺斯罗普格鲁曼公司开发了一种光束拼接的板条激光器采用由波前传感器重构器控制器倾斜镜和变形镜等组成自适应光学系统可以实时校正大气的湍流和热晕等大气畸变造成的光学扰动图8美国诺斯罗普格鲁曼公司光束拼接板条激光图9补偿大气畸变的自适应光学系统结构示意图器结构示意图资料来源美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山资料来源美国高能激光武器发展概况丁宇姜锋郑荣山等兴业证券经济与金融研究院整理等兴业证券经济与金融研究院整理33海基激光武器受转化效率限制高功率激光武器对平台供能有更高要求据中国军网2014年3月报道美国海军计划装备的激光武器激光束功率将达到300500kW而供电要求也将会提高到25MW战舰相比飞机和车辆其空间更大更便利于为持续高功率激光照射提供能源能更好支持硬毁伤目标美国海军当前主要激光武器项目包括海军光学眩目拦截器项目高能激光和一体化光学炫目器项目固态激光技术成熟化和拦截反舰导弹的高能激光项目其中请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-16-行业深度研究报告海军光学眩目拦截器项目作战模式为软杀伤即毁伤传感器其余项目作战模式均为硬杀伤功率分别为360300kW作战目标分别为反无人机小艇防空和反小型水面舰艇拦截反舰导弹据中国军网2014年美专家激光武器将在太平洋高烈度冲突中显奇效报道美国海军还计划在2025年后装备激光束功率1兆瓦级别的高能激光武器从而全面具备拦截从反舰巡航导弹到使用再入机动弹头的反舰弹道导弹的能力表11美国海军主要海基激光武器研究项目启动激光器功率项目项目目标和进展时间千瓦安装在小型水面舰艇上用于拦截无人机以及光学红外制导的武海军光学眩目拦截器201930器进行非杀伤性作战ODIN2020年在阿利伯克级驱逐舰杜威号上安装了ODIN系统旨在快速研发和部署意向集成了60kW级的激光具备扩展到150kW的潜力和眩晕器的武器系统用于对抗无人机小艇情高能激光和一体化光201960报监视侦察传感器以及作战识别和战损评估学炫目器HELIOS已经与洛克希德马丁公司签订合同价值15亿美元的采购合同采购两套系统固态激光技术成熟化目标是在两栖舰和驱逐舰上安装功率为150千瓦的固态高能激光2015150SSL-TM武器用于防空和反小型水面舰艇项目目标为提供300kW以上的高能激光武器演示样机使舰载拦截反舰导弹的高能战术激光武器可用于拦截来袭的反舰导弹2019300激光HELCAP2019财年申请经费950万美元2020财年申请经费超过3800万美元资料来源美国海基激光武器的发展周伟张丹丹光明网中国军网兴业证券经济与金融研究院整理34美国激光武器部署应用尚处于初期阶段截至2021年底美国海军仅有个位数舰艇装备激光武器据新华网2021年4月9日援引美国海军研究学会网站4月7日报道美国海军将在2021年安装第4第5套舰载炫目系统光学眩目拦截器也称为奥丁ODIN的项目美军官员表示奥丁系统目前已经被安装到了3艘阿利伯克级驱逐舰上2021年还将装到另外两艘驱逐舰上未来几年还将再装备3艘总共将有8艘驱逐舰将配备这一武器系统此外高能激光与一体化光学致盲与监视HELIOS计划在2021年12月安装在美国海军普雷布勒号DDG-88驱逐舰上当被问及HELIOS系统是否会成为美国海军舰队未来的定向能武器系统时美军官员表示现在讨论这一问题还为时过早这将取决于在即将到来的测试中激光光束的杀伤力有多大美国陆军2022年计划接收4辆史崔克激光战车据新华网2021年8月14日援引美国任务与目标网站8月12日报道美国陆军正在朝着在史崔克步兵战请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-17-行业深度研究报告车上部署首个真正具备作战能力的高能激光武器迈进美国陆军在一份声明中说配备了激光武器系统的史崔克步战车面对许多现实场景进行了测试旨在验证未来为美国陆军打造的机动近程防空系统所需的特性美国陆军高超音速和定向能系统负责人美国陆军中将L尼尔瑟古德在一份声明中说这是激光武器系统在美国陆军单位中的第一次战斗应用美国陆军快速能力和关键技术办公室计划在2022财年的某个时候向实战部队交付一个排的史崔克激光战车一共4辆美国较早开展了激光武器研究和试验尽管截至2021年底美国海基和陆基激光武器部署上处于初期阶段但也从侧面表明其激光武器愈来愈接近具备实际作战能力4国内高功率激光器发展概况41高功率激光器发展概况863计划将激光技术列为重要部分高功率全固态激光器技术就是先进制造领域的一把利器长期以来国外在高功率激光技术领域一直对我国实行严密的技术封锁据我国高能激光系统工程管理创新与实践范国滨张建敏1986年3月关于跟踪世界战略性高技术发展的建议被知名科学家提出激光技术等战略高技术被列为其中的重要组成部分随后经过国务院组织200多位著名专家学者进行深入分析和论证高技术研究发展计划纲要即863计划被批准实施激光主题技术专家组成立首批成立中国高功率全固态激光器已形成完整产业链据我国高能激光系统工程管理创新与实践范国滨张建敏我国第一套激光实验系统经过多年努力完成研制和总体集成于2001年12月实现技术达标据中央政府门户网站2014年12月15日报道我国高功率全固态激光器成功实现应用自十五开始863计划持续对该项技术进行大力支持经过多年攻关相继突破3kW4kW6kW和8kW的激光输出到十一五中期成功研制了具有完全自主知识产权的工业级5KW全固态激光器打破了国际禁运十二五期间863计划继续设立先进激光材料及全固态激光技术主题项目经过863计划长期的持续支持我国的高功率全固态激光器产品已初步形成了从自主研制激光器到成套装备集成再到应用的完整产业链请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-18-行业深度研究报告图10我国激光技术发展历程简介资料来源北方激光研究院公司官网2021-09-29报道中央政府门户网站2014-12-15报道我国高功率全固态激光器成功实现应用兴业证券经济与金融研究院整理党的二十大报告指出要增加新域新质作战力量比重激光武器国内外需求广阔42激光武器发展概况略5高功率激光器产业链主要上市公司在A股上市公司中暂未发现以激光武器为主业的企业梳理高功率激光器相关上市公司如下51锐科激光武汉锐科光纤激光技术股份有限公司锐科激光300747SZ成立于2007年4月6日经武汉市工商行政管理局批准注册登记公司是中国航天三江集团有限公司简称航天三江下属公司航天三江是公司第一大股东持股比例3369截至2022年报据公司公告锐科激光是一家专业从事光纤激光器及其关键器件与材料的研发生产和销售的国家火炬计划重点高新技术企业拥有高功率光纤激光器国家重点领域创新团队和光纤激光器技术国家地方联合工程研究中心是全球有影响力的具有从材料器件到整机垂直集成能力的光纤激光器研发生产和服务供应商请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-19-行业深度研究报告据公司2022年报在受到国内激光器终端开工不足激光器市场价格战和全球经济增速放缓等因素影响以及激光器快速发展且竞争日趋激烈的行业背景下锐科激光始终秉承锐意进取科技创新的发展理念充分发挥公司自身的产业链垂直整合优势并通过增加研发投入加大智慧工厂的自动化建设采取积极的市场策略和有效的降本增效手段多措并举继续保持国内光纤激光器市场领先的地位2022年国内市场占有率约为268锐科激光在2022年喜获多项成果及荣誉公司获评2022年度国家知识产权优势企业入选2022年度湖北省高新技术企业百强榜单单模块20KW光纤激光器关键技术入选2022年科创中国先导技术榜榜单锐科激光产品入围2022年度湖北省创新产品应用推荐目录等据2022年报公司2022年全年专利荣誉奖项获取项目申报再创新高共申请专利370件专利授权289件获批政府项目24个获批国家企业技术中心分中心国家知识产权优势企业湖北省科技进步二等奖湖北省光纤激光器产业技术创新联合体武汉市光纤激光器技术创新中心等多个平台荣誉公司的万瓦光纤激光器关键技术研究及产业化入选2021年科创中国先导技术榜榜单高频符合超声扫描探针显微镜项目获得湖北省科技进步奖二等奖先进红外光学元件超精密制造关键技术与核心设备项目荣获全国商业联合会科技进步奖特等奖睿芯公司的高功率掺镱光纤被认定为湖北省制造业单项冠军产品表12锐科激光主要产品介绍代表性产品输出功率代表图片产品用途平均输出功率10W20W30W50W可实现打标雕刻表面清洗金属薄片调Q脉冲光纤打孔切割划线刻痕电阻调阻ITO激光器系列脉冲光纤平均输出功率膜刻蚀精密切割激光器系100W200W列很好地适用于阳极氧化铝打黑加工同窄脉宽脉冲光时可用于薄膜切割普通彩色标记太平均输出功率10W20W30W纤激光器系列阳能光伏精密划线精细电阻调阻破阳精密钻孔广泛应用于激光指示金属及非金属等低功率连续光连续输出功率10W20W50W材料的标记精密加工图文雕刻及科纤激光器系列学研究等领域连续光纤激光器系能够进行精细切割金属焊接刻痕列中功率连续光钻孔表面处理成型处理热处理连续输出功率300W500W750W纤激光器系列远程烧蚀同时可用于快速成型增材制造请务必阅读正文之后的信息披露和重要声明-20-