美國(guó)海軍實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)最近對(duì)一種水下聲源激光技術(shù)進(jìn)行了能力測(cè)試，這項(xiàng)技術(shù)或?qū)⒖梢允癸w行器在不拖曳水下設(shè)備的情況下，與潛艇進(jìn)行聲音或數(shù)據(jù)通信；為潛艇或水下機(jī)器人提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)；在淺水域定位水雷或其它水下物體。
進(jìn)入21世紀(jì)，與潛入水下的潛艇進(jìn)行通信仍是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，現(xiàn)實(shí)中為了實(shí)現(xiàn)通信經(jīng)常要求潛艇浮出水面從而使艇組人員暴露在潛在風(fēng)險(xiǎn)之下。使用拖曳天線或浮標(biāo)進(jìn)行通信也會(huì)降低潛艇的機(jī)動(dòng)性和匿蹤能力。水下無(wú)人設(shè)備目前也還依賴于容易出錯(cuò)的慣性導(dǎo)航技術(shù)。此外，搜索水雷在任何任何情況下都仍是困難、危險(xiǎn)和費(fèi)時(shí)巨大的任務(wù)。海軍實(shí)驗(yàn)室等離子物理組負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)水下激光聲源技術(shù)團(tuán)隊(duì)的特德•瓊斯解釋稱，激光水下聲源技術(shù)具備在這些領(lǐng)域提供幫助的潛力。
這些創(chuàng)新性的工作包括使用窄脈沖高強(qiáng)度激光使水電離，通過(guò)小體積過(guò)度加熱產(chǎn)生微小往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的聲學(xué)脈沖。研究團(tuán)隊(duì)使用水下傳播性能最好的波長(zhǎng)，從而使其能夠控制往復(fù)運(yùn)動(dòng)的形態(tài)和聲學(xué)脈沖的強(qiáng)度。此外，他們還使用非線性光學(xué)聚焦技術(shù)，以提高激光源可以距離水面的高度；使用被稱為群速度色散的技術(shù)來(lái)精確地控制聲學(xué)脈沖。群速度色散技術(shù)利用不同顏色激光不同的傳播速度，讓速度低的激光作用在脈沖的開始，速度高的激光作用在結(jié)尾，以此拉伸脈沖，并精確控制縱向壓縮的量。
該實(shí)驗(yàn)在印第安納州克蘭市格蘭度拉湖水聲實(shí)驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行，標(biāo)志著該技術(shù)第一次走出實(shí)驗(yàn)室。封裝在漂浮裝置內(nèi)的毫微米波長(zhǎng)激光制造了水下聲學(xué)脈沖，并被遠(yuǎn)處一艘裝備了水聽器的船只捕捉到。轉(zhuǎn)向鏡引導(dǎo)激光通過(guò)聚焦鏡片射入水面。每個(gè)激光脈沖產(chǎn)生一個(gè)大約190分貝聲壓級(jí)的聲學(xué)脈沖，傳播了190米，而之前實(shí)驗(yàn)室測(cè)試只傳播了3米。
研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在春夏進(jìn)行更多致力于提高水下傳輸距離的測(cè)試。初步實(shí)驗(yàn)的成果表明，有可能使用不超過(guò)1焦耳能量的激光脈沖脈沖產(chǎn)生230分貝的聲壓。
美國(guó)國(guó)內(nèi)其它的研究人員在此領(lǐng)域的研究集中在通信和信號(hào)處理技術(shù)，海軍實(shí)驗(yàn)室所做的研究工作將在這些領(lǐng)域也提供參考。瓊斯表示，海軍實(shí)驗(yàn)室希望能利用最緊湊的激光發(fā)生器產(chǎn)生盡可能強(qiáng)的聲源。
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