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BBC: 中国合成新晶体 或促进定向能武器

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发表于 2019-9-6 13:09:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
  2019年 9月 5日  BBC中文网

  

  中国的研究人员说,他们合成了一种新晶体,有可能大幅度提高民用和军用激光的性能。


  中国科学院福建物质结构研究所的毛江高教授说,这种结晶材料锗(硅)酸盐倍频晶体(CBGO)以前所未有的效率能把低能光线转变成高能激光。


  《南华早报》报道,毛江高的研究团队在实验中使用了几种晶体。同广泛使用的磷酸二氢钾(KDP)相比,CBGO结晶在把红外线激光转变成更高能的绿色激光。


  毛江高说,它的性能已经创下纪录,这也就是为什么他们认为这种新晶体很有潜力。他们的研究发现已经在德国的《应用化学》周刊上发表。研究人员说,CBGO结晶可能会解决限制激光性能的问题,即激光驱动需要巨大的电能。


  因为现有的技术把低能光线转换成高能光线的效率不够高,因此激光设备往往需要消耗巨大的能量,这也是为什么激光武器没有投入广泛使用的主要原因。


  


  图片版权XINHUAImage caption早在2012年美国洛克西德马丁公司就在实验中用激光武器摧毁了一发从1.6公里外飞来的导弹。


  将两种低能光子和在一起能产生高能激光,这就是激光倍频。而CBGO这种非线性光学晶体,能够令穿透晶体能量发生剧变。研究人员发现这种晶体能够让激光频率增倍。激光频率越高,携带能量就越大。


  激光武器耗能问题


  因此许多军用和民用激光应用设备都需要高能激光。这包括用来摧毁导弹和无人机的定向能武器。


  虽然福建物质结构研究所的研究人员希望CBGO晶体的研究能够找到解决激光巨大能源消耗的办法,但是美国著名科技杂志《大众机械》刊登文章说,目前CBGO晶体激光的一个问题仍然是需要大量能源。


  《大众机械》刊登文章说,毛江高及其他研究人员仍然要面对这个自1960年代以来就困扰科研人员的问题。激光武器没有进入军事领域不是因为无法实现,而是因为可行性差。


  文章说,激光武器需要大量能源通常意味着热处理的问题,这种问题引起光线质量下降。这也是美国海军目前唯一的LaWS舰载激光武器遇到的问题。


  中国激光武器研发


  


  图片版权XINHUAImage caption中国在激光研究领域处于世界前沿(上海超强超短激光实验装置大厅)


  中国海军正在测试新型定向能武器。最近中国媒体报道了一种用于反导防御的陆基和舰载激光炮。


  2018年《南华早报》就报道过中国正在研发的"观澜号"反潜作战卫星。这种卫星发射绿色激光穿透海面下500米深处探测水下目标。除了反潜用途,“观澜号”卫星还可以用来进行海洋监测活动。该卫星项目的研究人员说,如果研发成功,这种技术将使海洋的上层水体变得“近乎透明”。


  中国官方《环球时报》报道,今年8月中国在俄罗斯首都莫斯科航空展览会(MAKS)上,中国航天科工集团展出了名为LW-30的激光武器。该武器系统利用定向高能激光拦截不同的控制目标,诸如光电导航设备,无人机,制导炸弹,和迫击炮弹。


  激光晶体研究的前沿


  报道说,中国正在晶体研究方面处于世界领先地位,由于中央政府大力投入,激光设备中最经常使用的晶体都是由中国科技人员研发出来的。


  《南华早报》报道引用北京大学激光工厂研究所李强教授的话说,发现CBGO结晶令人鼓舞,但是其成功与否不仅要取决于它的效率,而且要取决于机械强度,对耐受激光损害的性能,以及在诸如高湿等极端环境下的稳定性等。


  他说几十年来激光研究中使用过许多晶体,但是只有少数进入应用,这是个风险极高的领域。他说中国在激光晶体领域取得领先不是因为幸运,而是因为几代科研人员经历无数次失败的不懈努力。

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