|
中国在激光技术领域上的一项最新突破,将赋予中国军队一种新的能力:仅用一个旅行箱大小的可移动设备,就可令敌人安装在导弹甚至卫星上的感应器失效。以往,这种通常安装在战舰上的设备,体积有集装箱那么大。& z* }: V0 E' E: V8 D( A; M
由中国科学院物理研究所李志远教授率领的一个团队表示,他们已经将能发射高频激光的复杂技术,简化至一个简单的晶体。/ l# g& x) J* I! `5 r
M1 O4 L* {1 l3 n1 m
这将意味着那些安装在战舰上的、让热导飞弹无所遁形的巨型超快激光发生器,可能将会缩小至手提袋的体积,放置在飞机、坦克甚至士兵身上。& o# Y# o! y7 x* u) G
% {% V5 Q; R* x清华大学的激光光学教授柳强表示,这是一项有突破性的成就。他说,从来没有人可以用一块晶体就发射如此高频的激光。" O& S" A2 i) p/ }* d* O! R* v
' w; A2 i+ L4 k) l: |# b柳强说,新的技术能显著简化超快激光的生成,并将有关设备的体积缩小。6 X" `# j4 i2 e2 i' m
$ |2 h5 J4 i6 f8 ?# M
科研团队的部分研究资料被刊登在美国物理学会旗下最新一期的《物理评论快报》( Physical Review Letters )上。 i6 W7 t s3 R
5 ^8 Q1 l7 ~4 g2 a! f( ^, A" Y自从激光技术诞生以来,科学家一直试图通过减少波长来增加激光频率。频率越高,光子所载的能量就越大。
" R. F$ j. \3 ^' y8 K1 m
3 @" ?/ X0 v/ f通常一台超快激光设备能够产生的脉冲能够达到千万亿分之一秒。虽然经过多年发展,但由于成本昂贵和技术复杂,它们大多数仅限被用在实验室和眼部手术中。; v D$ y: O$ r ]' J$ t
7 f1 V2 O) T' W# G不过,很多国家都投入了将这种技术运用在军事上的竞赛中。( c2 e* f: }$ ~; A( q
2 ]5 U/ a1 {7 n& {# ?
例如,美国海军据报在2012年指派了一项研究任务,以研发能够令在导弹上的红外线感应器失效的超快激光系统。
. e7 G+ Q" R- G, ]7 { W. p+ P2 [5 x) q" c) ^. z5 J" r
这项技术的逻辑是,利用高频光子攻击感应器,比倚赖激光破坏导弹厚重的金属外壳要容易得多。0 Y7 P6 P* I6 ^4 A7 J1 G7 w
% h! I9 H6 e, Y0 T5 x- Z: H除了对敌人的目标造成伤害,超快激光还可以作为一种方便的工具,应对加密通讯和侦测隐形飞机。
. [ U8 ~; {1 `% F1 _% t# U/ w" ^6 A4 A% d
不过,在军事上的应用方面,这种设备显得累赘和过重。& _: I: {$ e% u! X F3 s5 V; D5 N! {
- D4 p0 L, _% w7 ]* r* Z. j研究人员已经研发出多种制造高频激光的方式,包括利用纯净的气体或者多种晶体,但这些方式都需要在一个很大的房间设置一个设备,而设备的零部件在例如震荡等的外力作用下容易损毁。5 U/ x3 k$ ^+ j" t% L
; M# k, z' u' l5 \- f* I* Z4 s李志远的团队声称已经解决了这个问题。他们用锂和铌研发出一块特别的晶体,这块晶体能够将一束普通的激光变成波长最短可达350纳米的高频激光,或者比目前运用的超快系统快3倍的激光。- [; ~, J. Z# H* N: B3 O5 R$ N
+ w5 @0 L5 h$ f- `2 \研发团队在报告中写道,这项技术指向了一个很有前景的方法,这个方法将极大增强激光技术的力量。
& X( e) B6 X' J) Z8 f7 `1 W
- \7 T) G5 B# ~! P柳强说,最大的挑战是在频率转换过程中能量的损耗。激光系统越大,能量损耗的情况就越严重。
- ~) m9 R; z% E% O1 N* X* n) [9 B
# A- N5 o: k9 q# R5 G李志远研发的晶体的转换效率是18% ,意味着有超过80%的能量被消耗掉。3 ]9 B( v5 s8 L
& X9 X* T; @" \# [& u$ [
但柳强说,对于一个超快激光系统来说,这个效率依然“很高”。
& h3 b! O) O# V }& B0 d6 h
3 F- ^2 y% t y: t他说,如果能够达到他们声称的效率,这项技术可能将很快被实际应用。
: D0 x8 W8 }" e/ E+ Q |
|