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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。
/ {4 S9 t: U5 o2 N3 G' v! ?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。
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0 H0 Z* `0 b" B- p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。
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3 I6 X7 _; J$ j |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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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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' u& n1 N# [+ C0 A6 N9 F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。3 m- \1 G" Z$ F0 {) q5 B/ u- ^3 ]8 T
; \- X6 F9 z# C6 R! ]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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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。1 u% V& Q2 p/ j* [
5 S5 g( @. j) g9 J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。
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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。. \; @4 w, O8 f! G4 ?
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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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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。) y# a4 `( ?- y4 P- i% |$ B' r' R
/ X1 n Y- C, m4 V不過,在軍事上的應用方面,這種設備顯得累贅和過重。# k. J7 K; |5 S: g
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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。$ n) ^$ U2 D7 }
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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。% s2 B- Y7 m1 H3 w" }/ I
" |3 D0 G6 ~- v. }! ^, j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。* L, h% b) ~$ n8 q/ v) \
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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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1 d+ c; V* ~% x+ N! Q5 W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。' d; Q* c. d) ?* p
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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”。' Q) i/ I! d+ R' z; v1 }
8 L3 m& F3 v! I- z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。6 a5 w) _, c3 f/ |
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