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中國在激光技術領域上的一項最新突破,將賦予中國軍隊一種新的能力:僅用一個旅行箱大小的可移動設備,就可令敵人安裝在導彈甚至衛星上的感應器失效。以往,這種通常安裝在戰艦上的設備,體積有集裝箱那么大。
; N+ c. T0 x9 y由中國科學院物理研究所李志遠教授率領的一個團隊表示,他們已經將能發射高頻激光的復雜技術,簡化至一個簡單的晶體。/ s) A3 d" S" q" y
9 R# n1 Y' L) |' j+ p$ u/ j# r這將意味著那些安裝在戰艦上的、讓熱導飛彈無所遁形的巨型超快激光發生器,可能將會縮小至手提袋的體積,放置在飛機、坦克甚至士兵身上。 x+ V1 G2 E: u7 b7 a% _ l, s; O
( Z' h s4 R* g清華大學的激光光學教授柳強表示,這是一項有突破性的成就。他說,從來沒有人可以用一​​塊晶體就發射如此高頻的激光。
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J7 X1 Z/ T C) L; n柳強說,新的技術能顯著簡化超快激光的生成,并將有關設備的體積縮小。
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科研團隊的部分研究資料被刊登在美國物理學會旗下最新一期的《物理評論快報》( Physical Review Letters )上。
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自從激光技術誕生以來,科學家一直試圖通過減少波長來增加激光頻率。頻率越高,光子所載的能量就越大。
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0 w3 ]& m# A5 k( u/ }& T通常一臺超快激光設備能夠產生的脈沖能夠達到千萬億分之一秒。雖然經過多年發展,但由于成本昂貴和技術復雜,它們大多數僅限被用在實驗室和眼部手術中。
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4 H! Z3 W2 Z2 v' A! c不過,很多國家都投入了將這種技術運用在軍事上的競賽中。+ F: D- M6 W/ K( c9 L4 u
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例如,美國海軍據報在2012年指派了一項研究任務,以研發能夠令在導彈上的紅外線感應器失效的超快激光系統。
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8 x2 A9 m4 C, ?0 \2 w. B* u* y這項技術的邏輯是,利用高頻光子攻擊感應器,比倚賴激光破壞導彈厚重的金屬外殼要容易得多。
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5 L" S; E5 t& |$ h# k, \除了對敵人的目標造成傷害,超快激光還可以作為一種方便的工具,應對加密通訊和偵測隱形飛機。
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不過,在軍事上的應用方面,這種設備顯得累贅和過重。% I6 ~. a! D5 ? v3 B
1 a& ^; L- H( a8 s' H研究人員已經研發出多種制造高頻激光的方式,包括利用純凈的氣體或者多種晶體,但這些方式都需要在一個很大的房間設置一個設備,而設備的零部件在例如震蕩等的外力作用下容易損毀。, u b: Q0 ]6 `
7 `! c4 O9 P, ?4 e9 _0 k z李志遠的團隊聲稱已經解決了這個問題。他們用鋰和鈮研發出一塊特別的晶體,這塊晶體能夠將一束普通的激光變成波長最短可達350納米的高頻激光,或者比目前運用的超快系統快3倍的激光。
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7 d. P/ w8 L% m/ L研發團隊在報告中寫道,這項技術指向了一個很有前景的方法,這個方法將極大增強激光技術的力量。0 N U* U" i; }; h7 I
/ ?3 K5 _+ k% ^0 X" ^5 V( P. {柳強說,最大的挑戰是在頻率轉換過程中能量的損耗。激光系統越大,能量損耗的情況就越嚴重。
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李志遠研發的晶體的轉換效率是18% ,意味著有超過80%的能量被消耗掉。! ^% {2 n& v2 d0 B4 e0 K" v( Q
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但柳強說,對于一個超快激光系統來說,這個效率依然“很高”。( e; m J) i( ?# z8 q2 J4 K
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他說,如果能夠達到他們聲稱的效率,這項技術可能將很快被實際應用。
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