“光之奇葩”:飞秒激光

来源:解放军报 作者:黄世海 编辑:陶士亚 发布时间:2015-01-22 10:17

据外媒披露,近来一种性能格外优异的神秘之光——飞秒激光,在某国军事技术应用研究领域取得了重要阶段性成果,将可能在飞秒激光雷达、卫星编队飞行、GPS导航、深空探测等领域发挥不可估量的酵母作用。外电评析认为,此项技术前景广阔,将在未来国家与国防安全领域发挥重要作用。

初出茅庐 一鸣惊人

飞秒激光被誉为“光之奇葩”。它本领超强,可瞬间产生极高功率,物质在飞秒激光作用下能够产生非常奇特的现象,使气态物质、液态物质、固态物质瞬间变成等离子体。飞秒激光运用使人类第一次能够在原子和电子层面上观察到物质超快运动的过程。基于这些科学发现,飞秒激光在物理学、生物学、化学反应控制、光通信等领域均可尽展风采。

飞秒激光具有精确的靶向聚焦定位能力,能聚焦到比头发丝直径还要小得多的超精细微空间区域,因此高功率飞秒激光在临床医学、超精细微加工、高密度信息储存和记录等方面均有巨大的发展潜力。研究发现,高功率飞秒激光还可以将大气击穿,从而制造出放电通道,实现人工引雷,避免飞机、火箭、发电厂等因天然雷击造成灾难性的破坏。此外,高功率飞秒激光与物质相互作用,还能产生足够数量的中子,来实现激光受控核聚变快速点火,从而为人类探索新一代能源开辟崭新途径。

超凡脱俗 本领不凡

飞秒激光是一种以脉冲形式运转的超能激光,持续时间极为短暂,是目前在实验室条件下所能获得的最短脉冲。

据称,飞秒激光主要可通过如下步骤实现:在振荡器内,利用一种特殊技术来获得飞秒激光脉冲;在展宽器中将飞秒种子脉冲按不同波长在时间上拉开,再经放大器使这一展宽脉冲充分获得能量,然后压缩器再把放大后的不同成分光谱汇聚到一起,形成具有极高瞬时功率的飞秒激光脉冲。这就如同照相机一样,可以用足够短的“快门”来捕捉分子运动和物质变化的瞬间行为信息。

由于飞秒激光具有瞬间极速和高功率高分辨率等特性,所以在临床医学中,对病变早期诊断、医学成像、生物活体检测、尤其是外科医疗等方面均可大显身手。

军工前景 不可估量

飞秒激光步入军事领域,目前虽处于开发阶段,但已凸显出卓尔不凡的发展潜力。如飞机、导弹、卫星、潜艇等的精确导航、定位以及精确制导等,均可产生强大的驱动作用。飞秒激光测量技术,是直接涉及国防和军事安全的重要战略性基础技术,一些军事强国均投入了大量人力物力加强此项技术研究。据外媒称,目前,美国、俄罗斯等国已在航空航天等领域的大型数字化加工,以及在红外隐身、微纳材料加工中展开竞技,唯恐落于人后。

据外媒报道,最近在奥兰多举行的一次美国光学学会会议上,IBM的海特称,他们已将一种飞秒激光系统用于大规模集成电路芯片的精密光刻工艺中,用飞秒激光进行切割,几乎没有热传递发生。美劳伦斯、利弗莫尔国家实验室研究人员发现,飞秒激光束甚至能安全切割高爆炸药,认为飞秒激光作为一种冷处理工具,完全可用于拆除退役火箭、炮弹及其它武器系统等。所以外军专家认为,飞秒激光在未来国防军工中的应用前景不可估量。


 

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