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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。
2 p @& { j; e; p# H" [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。2 f6 h. w; L' o# }7 f7 ?
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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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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。2 B1 r0 h, N( m; ?* ?% i
3 C/ ]% G- }* `. E; w7 C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。( `, p, w9 O, e4 |5 n% q* J
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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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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。- m1 \: U! d& R' e7 A
: `; v( {, }4 v. z. @0 h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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2 f V) ^$ I7 A- V5 r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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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。7 |. v9 A8 A) S( E
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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。
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6 c& k" O& J" |0 y2 M6 c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。
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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。
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) W) x- L1 x) u# o5 f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。
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" [/ }/ y8 H% o) ^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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5 A& w( x. G* u) |& p/ t' ` Z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。0 {) L% O4 i2 U8 L9 k; T% B7 R
8 B1 a) E. w0 V8 J- G8 Y, N0 r但柳強說,對于一個超快激光系統來說,這個效率依然“很高”。
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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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