|
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。
: v# Z" I+ u% L5 q! V, w5 e$ ]& M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。7 l6 h0 Q; Q2 V! g
( x# Q# N; _3 w; i! p8 v2 p+ w2 ~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。. i* b1 f: f" z2 [
: Q# E8 r1 y, s' K& H, Z" _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。
m, p* i# C" ^$ G( U& j% Y2 }7 }: Y, J9 {
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。( w/ a" Q8 J3 q! F0 |. G! P& _
2 d. |6 P3 f( W; ~* e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。% ~- j. |$ i2 D9 q" C( s3 d
+ H. j* g, E" J, K2 f0 p I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。
3 X" N9 ^$ y: w" f# d
4 c; ~! q7 ~' h& x) ?1 P" d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。! q* f9 i+ A! h- p% @9 R$ f* y
k/ {7 A0 x+ z. K+ b# v
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。( O. o. r4 K* g w( m
0 W/ d& J. y% u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。2 k$ r3 U7 Q8 y+ ^
+ I/ x, c8 o8 K1 t# u; i9 B. c* u: `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。
4 X2 I. u% x3 ?) d; Q0 H3 c7 _9 I3 l5 p& v1 `
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。- F8 ^9 I! U( J$ Y$ q: b6 ~
3 V2 e: `4 }) g" \# x6 ?% Q `, S不過,在軍事上的應用方面,這種設備顯得累贅和過重。
- C# }! l3 p( H+ P6 J0 I
$ s) z# h% U. o8 Y' \3 |3 i- K/ o( S% q! b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。: V0 O% {5 E* A% _& v2 F. \4 I
' i# o$ \- ?3 j8 x
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。
9 @) {! m$ C' F5 t1 v% V
' D- {% c+ @: c. p( U1 i5 O' |- d2 P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。+ g0 u: L7 g7 M$ l. [5 c# C
" }' x' s1 ~" H( q* W* F c C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。6 W6 f$ Z# ]# E
" l+ T( G7 h/ k- }% R" S; P; ~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。3 |& a4 E, g2 p' ?5 N+ N
0 v1 N) E' c( x; }! k! S但柳強說,對于一個超快激光系統來說,這個效率依然“很高”。" e9 N- e q% J4 A) s* u
& ]' @& m0 [( B% d* f4 H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。+ H0 U6 f( r5 J% ]3 I
|
|