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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。5 }+ J+ ~, k6 G/ j
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。* I) [; T+ h! E6 H* s; D
" T: c/ b# v9 v/ u1 d, @( @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。 O3 c* i/ ?0 ~% q) W, O4 u
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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。+ r2 R; q* |& g
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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。1 b0 a6 p3 L+ @; k
& u- T8 I, C9 p8 D& [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。- Y5 p* s5 i4 q; q( P
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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。
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/ y( H4 U% v. P: ~! Q# D: `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。
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; v: q. B& p% x* X% ]) `& l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。/ b4 d9 D$ k; b/ ~( V
5 X. ^5 {8 ?7 j' Q2 @* h* X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。
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# M1 j P, \ u- R* Z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。2 [1 {' c# O. N7 P" W0 V
' f8 {9 x+ J2 b' G+ u* c- t x' M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。+ w. n9 { a( X8 e/ V; r
; r; j* y4 ~4 i1 u& i5 n% t不过,在军事上的应用方面,这种设备显得累赘和过重。 `) F- j7 [( k
; e( b1 \; b- R& `4 I* }5 S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。
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* h0 E2 n" d! ~8 m+ m: `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。6 y: E) ^( k" k
% O" T/ I) A1 ^! A0 i t9 l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。1 X+ _. R1 m1 ]
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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。. S) ?, e* |6 V6 H7 O$ _
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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。
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+ \" U! c, C4 C* n# D' Q但柳强说,对于一个超快激光系统来说,这个效率依然“很高”。
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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。9 ^( J$ A" p+ @
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