"מגן אור": כך פועל הלייזר הישראלי ומשמיד כטב"מים וטילים – שלב אחר שלב

מערכת הלייזר מבוססת על אחת מהתופעות הפיזיקליות היעילות ביותר להמרת אנרגיה: פליטת פוטונים מבוקרת. בלב כל מערכת לייזר מצוי חומר פעיל – במרבית המקרים מדובר בסיב אופטי מזכוכית מתוחכמת (dopant fiber) שבו משובצות אטומים של יסוד נדיר כמו ארביום או איטרביום. כאשר מזינים את הסיב באנרגיה חשמלית – לרוב באמצעות דיודות לייזר – האטומים בו נכנסים למצב מעורר. פוטון בודד שעובר בסיב יכול לגרום לשרשרת תגובות של פליטה מאולצת, שבה כל אטום פולט פוטון נוסף באותו אורך גל ובאותו כיוון. כך מתקבלת אלומת אור קוהרנטית מאוד – תכונה הכרחית כדי להתמקד לנקודה זעירה.

לאחר שנוצרת הקרן, היא מועברת דרך מראות ואופטיקה קווית   ובמערכות מתקדמות כמו של "מגן אור", היא מחולקת לעשרות או מאות קרניים זעירות.  באמצעות מערכת בקרת פאזה (phase control) ואופטיקה אדפטיבית, כל קרן מותאמת כך שהן יתמקדו יחד בדיוק באותה נקודה במטרה. התוצאה מובילה לאנרגיה גבוהה במיוחד שמועברת לפיקסל אחד בגוף המטרה וזהו סוד ההרס של הלייזר.

ברגע שקרן כזו פוגעת במתכת, זכוכית או פלסטיק, היא ממירה את האנרגיה האלקטרומגנטית לחום בצורה ישירה. זהו תהליך כמעט מיידי, ללא שלב ביניים של גל הדף. הטמפרטורות בנקודת הפגיעה יכולות לעלות תוך אלפיות שנייה לאלפי מעלות צלזיוס, הרבה מעבר לנקודת ההתכה של החומר. מה שקורה בפועל הוא אידוי, התכה או התפשטות תרמית שמביאה לפיצוץ מקומי. כאשר מדובר ברקטה – הדבר יכול להצית את ראש הנפץ. כאשר מדובר ברחפן – פגיעה במנוע או בחלק אלקטרוני תשבית אותו.

במקביל, דרוש מקור כוח יציב במיוחד. לצורך הפעלת "מגן אור", מותקנים גנרטורים תעשייתיים המספקים זרם ישיר לממירי דיודה רבי-עוצמה. מערך אל-פסק מבטיח רציפות פעולה גם בעת הפסקת חשמל רגעית, והתכנון כולל הפרדה בין מתחי בקרה למתחי לייזר כדי למנוע זליגות או קצרים.

המערכת מופעלת על ידי מערך ההגנה האווירי של ישראל, ומקושרת לנתונים ממערכות לגילוי מוקדם. היא יכולה לפעול גם עצמאית ללא מגע ידי אדם. ברגע שמושגת נעילה על המטרה הקרן יורה – והיירוט מתבצע במהירות האור, ללא עיכוב של שיגור טילים.

השילוב בין עקרונות אופטיים קוונטיים, שליטה רובוטית מתקדמת, מערכות קירור הנדסיות וחישוב ירי מדויק הופך את "מגן אור" למהפכה טכנולוגית משמעותית. עוצמת הקרן, עשרות עד מאות קילוואטים, היא כה גבוהה עד שבטווחים של עד 8–10 ק"מ, היא מצליחה לפרוץ מתכות דחוסות בתוך שניות. בעתיד על פי ההערכות ניתן יהיה להגביר את ההספק אף יותר – ליצירת "לייזרים טקטיים" שיירטו גם טילים בליסטיים בשלבים מוקדמים של מעופם. החזון הוא של מערכת שמוצבת בים, באוויר או בחלל, ומסוגלת ליירט כל איום פיזי – באמצעות אנרגיית אור בלבד. ישראל היא כיום המדינה הראשונה בעולם שהגיעה לניסוי קרבי מוצלח של מערכת כזו.